뇌 노폐물 청소, 코에 달렸다…노화된 뇌 기능 역전 기술 개발

국내 연구진이 코를 통해 뇌 속 노폐물을 청소하는 핵심 경로를 세계 최초로 규명하고, 약물 투여로 노화에 따른 기능 저하를 되돌릴 수 있다는 사실을 입증했다.

고규영 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 특훈교수 연구팀은 뇌척수액이 후각신경 주변 거미막의 미세 구멍을 통해 뇌 경막 림프관으로 배출되는 경로를 3차원으로 명확히 규명한 연구 결과를 국제학술지 '셀(Cell)'에 지난 21일(현지시간) 발표했다고 중국 바이오 전문매체 바이오온이 31일 보도했다.

뇌척수액은 뇌를 외부 충격으로부터 보호하고, '아밀로이드 베타'나 '인산화 타우' 같은 뇌 대사 노폐물을 제거하는 중요한 역할을 한다. 이 배출 기능이 손상되면 인지 기능 저하나 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환으로 이어질 수 있다.

연구팀은 생쥐 모델의 전체 조직 투명화 기술과 3차원 영상 기법을 활용해 뇌척수액의 정확한 배출 경로를 추적했다. 그 결과, 뇌척수액이 후각신경 다발을 감싸는 '거미막'의 미세한 구멍들을 통해 뇌를 둘러싼 '경막 림프관'으로 직접 유입되는 것을 확인했다. 이 경로는 영장류인 마카크 원숭이에서도 동일하게 발견돼 사람에게도 적용될 가능성을 시사한다.

연구에 따르면 노화된 쥐는 뇌 경막 림프관이 위축되고 거미막의 구멍 수가 줄어드는 등 뇌 노폐물 배출 시스템이 전반적으로 퇴화했다. 이는 노화에 따른 인지 기능 저하의 주요 원인 중 하나로 지목된다.

특히 연구팀은 혈관내피성장인자-C(VEGF-C)를 아데노부속바이러스(AAV) 전달체를 이용해 늙은 쥐의 코 안으로 투여했다. 그 결과, 위축됐던 림프관 기능이 정상 수준으로 회복되고 뇌척수액 배출 기능도 눈에 띄게 개선되는 것을 확인했다. 노화로 인한 뇌 기능 저하가 회복될 수 있음을 증명한 것이다.

이번 연구는 뇌 노폐물 제거 메커니즘에 대한 오랜 논쟁을 해결하고, 노화 관련 뇌 기능 장애가 가역적일 수 있음을 처음으로 입증했다는 점에서 의미가 크다. 향후 알츠하이머병 등 난치성 뇌 질환에 대한 새로운 치료 전략 개발의 중요한 단초가 될 것으로 기대된다.