뇌 청소로 치매 막는다… IBS, 뇌척수액 배출 핵심 통로 ‘지주막 소창’ 규명

뇌 속 노폐물을 내보내는 첫 관문이자 미세 통로인 ‘지주막 소창’이 세계 최초로 규명됐다. 노화로 저하된 뇌 청소 기능을 회복시키는 치료 가능성도 확인돼 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환 연구에 전환점이 될 전망이다.

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단 고규영 단장 연구팀이 동물 실험을 통해 뇌척수액이 뇌막을 통과해 림프관으로 흡수·배출되는 핵심 경로를 규명했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘셀(Cell)’ 온라인판에 게재됐다.

뇌는 대사 활동 과정에서 신경독성 단백질인 아밀로이드 베타 등의 노폐물을 생성한다. 이 노폐물은 뇌척수액에 실려 뇌 밖으로 이동하며, 순환 및 배출이 원활하지 않을 경우 독성 단백질이 뇌에 축적되어 퇴행성 뇌질환 원인으로 작용한다. 그동안 뇌척수액이 뇌를 둘러싼 중간 보호막인 ‘지주막’을 통과해 외곽 경막의 뇌막 림프관으로 유입되는 정확한 경로는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 형광 표지 생쥐와 3차원 입체 영상 기술, 주사전자현미경 분석 등을 활용해 지주막에 존재하는 미세 구멍을 포착하고 이를 ‘지주막 소창(Arachnoid fenestrations)’으로 명명했다. 형광 추적 물질 실험을 통해 뇌척수액이 지주막 소창을 빠져나온 뒤, 뇌막 림프관과 비강(코 안) 림프관을 거쳐 최종 목적지인 목 림프절까지 이동하는 전 과정을 확인했다.

노화에 따른 배출 경로 변화와 회복 가능성도 입증됐다. 노화된 생쥐의 경우 지주막 소창과 사골판 통로가 좁아지고 림프관이 줄어들어 뇌척수액 배출 기능이 크게 감소했다. 이에 연구팀이 노화된 생쥐의 비강 점막에 림프관 생성을 촉진하는 유전자 ‘VEGF-C’를 투여한 결과, 림프관 재생이 촉진되고 배출 기능이 젊은 생쥐 수준으로 회복됐다. 이는 코 안쪽에 약물을 투여하는 비침습적 치료 방식의 가능성을 제시한다.

연구팀은 영장류에서도 동일한 지주막 소창 구조를 확인함에 따라, 향후 인체 조직을 활용한 후속 연구와 함께 다양한 퇴행성 뇌질환 치료 전략을 발전시켜 나갈 계획이다.