뇌 면역세포 염증 잡아 루게릭병 치료…뇌연구원, 천연물 후보물질 발굴[과학을읽다]

성상교세포 표적 새 치료전략 제시…루게릭병·전측두엽치매 동시 공략
세포·동물·환자 혈액서 효과 확인…천연물 유래 후보물질 'DHE' 주목

국내 연구진이 루게릭병(ALS)과 전측두엽치매(FTD)를 악화시키는 뇌 면역세포의 과도한 염증 반응을 억제하는 새로운 치료 전략을 제시했다. 천연물 유래 후보물질을 이용해 세포와 동물, 환자 혈액에서 치료 가능성을 확인하면서 난치성 퇴행성 뇌질환 치료제 개발의 새로운 가능성을 열었다.

한국뇌연구원은 치매연구그룹 김형준 박사 연구팀이 성상교세포의 과도한 염증 반응을 조절해 신경세포를 보호하는 천연물 유래 후보물질 '디하이드로코스투스 락톤(DHE)'의 효능을 규명했다고 3일 밝혔다.

DHE를 이용한 ALS FTD 성상교세포 표적 치료 전략. 뇌연구원 제공

루게릭병과 전측두엽치매는 각각 운동 기능 상실과 인지·행동 장애를 유발하는 대표적인 퇴행성 뇌질환이다. 현재 질병의 진행을 근본적으로 막을 수 있는 치료제는 없으며, 대부분의 연구는 신경세포 자체를 보호하는 데 초점이 맞춰져 있었다.

연구팀은 최근 질환을 악화시키는 주요 원인으로 주목받고 있는 성상교세포에 주목했다. 성상교세포는 정상 상태에서는 신경세포를 보호하지만, 과도한 염증 반응이 일어나면 오히려 신경세포를 손상시키는 것으로 알려져 있다.

연구 결과 DHE는 염증을 촉진하는 'NF-κB' 신호는 억제하고, 항산화 방어기전인 'NRF2' 신호는 활성화해 성상교세포의 과도한 염증 반응을 효과적으로 줄이는 것으로 나타났다. 이에 따라 염증성 물질 분비가 감소하고 신경세포의 미토콘드리아 기능이 회복되는 등 신경 보호 효과도 확인됐다.

세포·동물·환자 혈액서 치료 가능성 확인

연구팀은 세포와 동물모델, 실제 환자 혈액 분석까지 다양한 전임상 단계에서 치료 효과를 검증했다.

ALS 환자 유래 세포에서는 비정상적으로 축적된 FUS 단백질이 크게 감소했으며, 루게릭병과 전측두엽치매를 모사한 초파리 모델에서는 운동 기능이 개선되고 생존 기간도 연장됐다.

또 실제 루게릭병 환자의 혈액에서는 염증성 케모카인이 증가한 것을 확인했고, 생쥐 성상교세포 질환 모델에 DHE를 처리한 결과 이들 염증 지표가 유의미하게 감소했다.

연구팀은 이번 연구가 성상교세포가 유도하는 신경염증을 루게릭병과 전측두엽치매의 새로운 치료 표적으로 제시하고, 다양한 전임상 모델에서 치료 가능성을 종합적으로 입증했다는 데 의미가 있다고 설명했다.

김형준 한국뇌연구원 박사는 "성상교세포의 과도한 염증 반응이 질환 진행에 중요한 역할을 한다는 점을 확인했고, 이를 조절하면 신경세포를 효과적으로 보호할 수 있음을 보여줬다"며 "후속 연구를 통해 실제 치료제 개발로 이어질 수 있도록 연구를 계속할 계획"이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 'Cell Communication and Signaling' 최신호에 게재됐다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr