뇌척수액, '비인두 점막 림프관망'에 모여 배출
약물로 목 림프관 수축·이완 유도 뇌척수액 배출
◆…뇌 속 노폐물이 뇌에 쌓이면 치매 등 퇴행성 뇌 질환을 유발한다. 사진=로이터통신
국내 연구진이 치매와 같은 퇴행성 뇌질환을 유발하는 뇌 속 노폐물의 배출경로를 밝혀내면서 뇌 외부에서 원활히 청소할 수 있는 새로운 방법을 제시했다.
뇌 속 노폐물은 뇌척수액을 통해 중추신경계 밖으로 배출된다. 노화 등의 이유로 뇌 속 노폐물이 뇌에 쌓이면 신경세포(뉴런)를 파괴해 치매 등 퇴행성 뇌 질환을 유발한다.
기초과학연구원(IBS) IBS 혈관연구단의 고규영 단장 연구팀은 코 뒤쪽에 있는 비인두(구강과 비강을 후두와 연결하는 인두의 상단 부분) 점막에 넓게 분포하는 림프관망이 뇌척수액의 주요 배출 통로임을 밝혀냈다. 또 림프관망과 연결된 목 림프관을 수축·이완시켜 뇌척수액 배출을 증가시킬 수 있음을 확인했다.
앞서 IBS 혈관연구단은 2019년 뇌 후방부위 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 배출되고, 노화에 따라 림프관이 퇴화하면 뇌척수액 배출 기능이 저하한다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 하지만 당시 뇌의 앞쪽과 중간 부위 뇌척수액 배출 경로는 밝혀지지 않았다.
◆…비인두 림프관망의 3차원적 구조 자료=기초과학연구원 제공
이번에 연구진은 동물실험을 통해 뇌의 앞쪽과 중간 부위 뇌척수액이 비인두 점막 림프관망에 모인 뒤 목 림프관을 지나 목 림프절로 이어지는 경로를 따라 배출됨을 규명했다.
연구진은 생쥐 모델과 생체 내 이미징 기술 등 첨단 시각화 기술을 활용해 뇌척수액 배출 경로를 시각화했다. 그 결과 비인두에서 발견된 림프관들이 서로 정교하게 연결된 림프관망 구조를 가지고 있으며, 뇌의 안쪽과 바깥쪽 림프관을 연결하여 뇌척수액을 배출하는 '허브(Hub)' 역할을 하는 것을 밝혀냈다.
특히 노화된 생쥐의 '비인두 림프관망'은 심하게 변형돼 뇌척수액의 배출이 원활하지 않음을 확인할 수 있었다. 반면 노화된 생쥐의 '목 림프관'에는 큰 변형이 없었다. 목 림프관은 둥근 평활근 세포들로 둘러싸여 있으며, 일정한 간격으로 판막들이 분포돼 있어 뇌척수액이 뇌 안에서 밖으로 잘 흐르도록 돼 있었다.
연구진은 평활근 세포 조절 약물로 목 림프관의 수축과 이완을 유도해 뇌척수액의 배출이 원활하게 조절될 수 있는 것을 확인했다. 이로써 뇌 외부에서 뇌척수액의 배출을 조절하는 새로운 방법을 찾은 것이다.
연구진은 생쥐에 이어 영장류를 대상으로도 연구를 수행 중이다.
고 단장은 "이번 연구로 뇌 속 노폐물을 청소하는 비인두 림프관망의 기능과 역할을 규명한 것은 물론, 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다"며 "향후 치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.
해당 연구 결과는 이날 세계 최고 국제학술지 '네이처'에 온라인 게재됐다.
