즉각적인 뇌손상 회복기전 규명

[산업일보]
국내 연구진이 뇌손상 후 혈관의 손상과 재생에 따른 즉각적인 뇌수막 회복에 관여하는 단백질을 규명해 냈다. 향후 뇌손상 후 일어나는 뇌수막 재구축을 돕기 위한 다양한 치료법 연구에 기여할 것으로 기대된다.

서울대 약대 김규원 교수 연구팀의 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구실지원사업(Global Research Lab)과 글로벌핵심연구센터지원사업(Global Core Research Center) 등의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 네이처 자매지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지 온라인판에 게재됐다.

뇌수막(meninges)은 뇌와 척추를 둘러싸고 있는 경막(dura mater), 지주막 (arachnoid membrane), 연질막(pia mater)의 3가지 구별된 층으로 이루어진 복잡한 막 구조체(membrane structure)로서 중추신경계를 외부환경으로부터 보호하는 중요한 물리적 장벽(Physical Barrier)의 기능을 가진다. 특히, 지주막을 이루는 지주막세포(arachnoid cell)는 강력한 세포 연접 (tight junction)을 가지는 상피세포로 외부물질을 선택적으로 투과함으로써 뇌수막의 물리적 장벽으로서 기능한다.

외상성 뇌손상, 척추손상과 같은 심각한 중추신경계 손상 상태에서 뇌수막의 붕괴가 공통적으로 관찰되며, 붕괴된 뇌수막의 회복에 문제가 있거나 지연될 경우, 뇌수막염(meningitis), 뇌척수액 소실(cerebrospinal fluid leakage), 뇌실 기공(intracerebral aerocele)과 함께 이차적 손상이 가중되어 환자의 영구적 장애 발생률과 사망률을 높이는 것으로 알려져 있다.

따라서 뇌손상 발생 후 즉각적인 뇌수막의 회복이 추가적인 신경조직의 손상을 막는데 필수적이라 여겨지지만, 손상 직후 뇌수막 유래의 세포들이 상피간엽이행(EMT, epithelial?mesenchymal transition)을 통해 병변 주위로 이동한다는 것이 보고되어 있을 뿐, 뇌수막의 재구축 과정과 이에 대한 분자적 기전은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 뇌손상 후 회복과정에서 기존에 암 억제 단백질로 알려진 AKAP12이 뇌수막 세포의 상피간엽이행을 중재함으로써 뇌수막의 재구축 과정을 조절하는 것을 알아냈다.

뇌손상 후 회복 시 추가적인 신경손상을 막는데 중요한 뇌수막의 즉각적인 재구축 과정과 그 기전을 밝혀 환자의 예후를 증진시킬 수 있는 치료법 등 관련 연구가 활발해질 것으로 전망된다.

뇌손상에 따른 혈관손상으로 저산소 상태에 노출되면 뇌수막 세포에서 AKAP12 생성이 감소하고 그에 따라 TGF-β1에 의한 상피간엽이행을 억제하지 못해 뇌수막세포가 병변주변으로 이동한다.

시간이 좀 더 흐르면 저산소 상태를 극복하기 위해 주변 혈관에서 새로운 혈관이 뻗어 나와 산소를 공급하면서 다시 뇌수막 세포의 AKAP12 생성이 회복되면서 TGF-β1에 의한 상피간엽이행을 억제, 뇌수막 세포의 상피성질이 회복되면서 손상부위 주변으로 새로운 뇌수막 구조가 재구축된다는 것이다.

김 교수는“뇌손상 후 산소를 포함한 다양한 인자들로 이루어진 미세 환경에 의한 즉각적인 손상조직의 회복과정을 규명함으로써 뇌조직의 특수한 보호기전을 제시한 것”이라고 밝혔다.

또 “이번 연구는 초기단계이며 실제 환자의 치료에 활용되기 위해서는 더 많은 장기적 연구가 필요하다. 뇌손상 후 회복시기에 따라 관련 인자들의 기능이 다를 수 있어 인자들의 적절한 조절 가능 시기가 규명돼야 한다”고 덧붙였다.