"폐가 뇌 파괴 신호 보낸다"…흡연과 치매 '연결고리' 첫 규명

흡연이 뇌 인지기능을 손상시키는 새로운 '폐-뇌 축' 신호 전달 경로가 밝혀졌다.

14일 미국 시카고대학교 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다. 이번 연구는 흡연이 뇌에 산소 공급을 막아 손상을 일으킨다는 기존 이론을 넘어, 폐가 뇌를 직접 공격하는 신호를 보낸다는 사실을 처음으로 규명했다.

연구팀은 니코틴이 폐에 존재하는 희귀 세포인 '폐 신경내분비세포(PNECs)'를 자극한다는 사실을 발견했다. PNECs는 전체 폐세포의 1% 미만이지만, 니코틴에 노출되면 특정 단백질이 가득한 나노 크기의 주머니인 '엑소좀'을 대량 방출한다.

이 엑소좀에는 체내 철분 수송을 조절하는 '혈청 트랜스페린(serotransferrin)'이 비정상적으로 많이 포함돼 있다. 엑소좀은 폐와 연결된 미주신경을 통해 뇌신경세포로 이동, 철분 대사 균형을 무너뜨린다.

그 결과 뇌신경세포는 과도한 철분을 흡수해 축적하게 된다. 이는 산화 스트레스와 에너지 고갈을 유발하고, 결국 '철세포사멸(ferroptosis)'이라는 세포 사멸 프로그램을 가동시켜 신경세포를 파괴한다. 또한 알츠하이머병, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환의 핵심 병리 특징인 '알파-시누클레인(α-synuclein)' 단백질 발현도 증가시켰다.

연구를 이끈 조이스 첸 시카고대 조교수는 "이번 연구는 폐가 연기에 수동적으로 손상되는 기관이 아니라, 뇌의 병리 과정에 영향을 미치는 신호를 능동적으로 보내는 '신호 기관'임을 증명했다"고 설명했다. 그는 "이러한 기관 간 통신 경로를 이해하는 것은 신경퇴행성 질환의 예방 및 치료법 개발에 핵심적"이라고 강조했다.

연구팀은 향후 PNECs에서 방출되는 엑소좀을 차단하는 것이 흡연과 관련된 신경 손상을 막는 치료 전략이 될 수 있는지 탐색할 계획이다.