KAIST팀, 타겟신경 '억제' 아닌 '흥분' 때문 확인-기존학술 뒤엎어

김대수 교수

파킨슨병의 운동이상 원인이 기저핵 신호물질이 타겟신경을 ‘억제’하기 때문이 아니라 ‘흥분’시킴으로써 유발한다는 사실이 한국인 과학자들에 의해 규명돼 지난 30년간 정설로 돼 있던 이 병의 발병원인이 뒤집어졌다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 한국과학기술원(KAIST) 김대수 교수 연구팀이 광유전학 기법으로 생쥐 뇌의 기저핵 신경을 빛으로 자극해서 파킨슨병 환자와 유사한 증상을 유발, 기저핵의 억제성 신호를 받은 시상핵 신경들이 일시적으로 억제신호에 순응해 억제되는 듯 했으나 이후 ‘반발성 흥분’을 보이는 것을 확인했다고 밝혔다.

연구팀은, 파킨슨병을 유발하는 기저핵의 기능 연구를 위해 빛으로 신경을 자극하거나 억제할 수 있는 광유전학 기법을 활용, 생쥐의 뇌에서 시상핵으로 입력을 보내는 기저핵의 담창구 신경(GPm, medial globus pallidus)을 빛으로 자극한 결과 기저핵의 억제성 신호를 받는 시상핵 신경들이 일시적인 억제 이후‘반발성 흥분’을 보였다. 그동안 기저핵의 억제성 신호의 작용을 억제로만 설명했던 것과는 상이한 결과였다.

또한 기저핵의 억제성 신호에 의해 유도되는 시상핵 신경의 ‘반발성 흥분’을 억제했을 때 다양한 파킨슨 증상을 보이던 파킨슨병 생쥐가 완전히 회복되는 현상을 확인했다.

연구팀은 이것은 기저핵의 작용에 의해 시상핵 신경이 ‘억제’가 아닌 ‘흥분’함으로써 운동질환을 유도한다는 것을 보여준다고 설명했다.

연구팀은 ‘반발성 흥분’을 약물이나 빛으로 억제함으로써 파킨슨병 증상을 제거할 가능성이 열렸다고 기대하고 있다.

김대수 교수는 “이번 연구를 통해 반발성 흥분을 조절함으로써 파킨슨병 증상을 억제할 수 있는 기전이 규명됐다”며 “향후 도파민 세포가 이미 사라져 회복이 어려운 파킨슨병 환자를 치료할 수 있는 차세대 치료법이 가능할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부․한국연구재단 기초연구사업(개인연구) 지원으로 수행되었으며, 신경과학 분야 국제학술지인 뉴런(Neuron) 8월 30자 논문으로 게재됐다.

파킨슨병의 운동이상 원인에 대한 정설은 1980년 드롱(Delong)박사 연구팀이 제시했던 ‘운동신호 억제이론’으로 현재까지 임상에도 적용하고 있다. 이 이론은 파킨슨병 환자의 뇌에서 분비되는 기저핵 억제성 신호물질이 뇌의 운동신경을 ‘억제’함으로써 운동기능을 방해한다고 설명한다. 그러나 이 학설은 파킨슨 환자의 복잡한 증상을 설명하는 데에 한계가 있었다.
 

<시상핵의 반발성 흥분을 억제하기 위한 광유전학 기술 모식도.>

 

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