치매와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려진 ‘베타 아밀로이드’, ‘타우 단백질’ 등 뇌 속 노폐물이 외부로 배출되는 새로운 경로가 발견됐다. 지금까지 뇌 속에서 미지의 영역으로만 남아있던 ‘뇌 하부 뇌막 림프관’이 바로 그 주인공이다.
뇌 하부 뇌막 림프관은 머리뼈에 있는 구멍을 통해 바깥으로 연결돼 있는 ‘뇌막 림프관’의 하부 구조로 해부학적으로 뇌 척수액과 매우 가까이 있는 수송로다. 형태는 손가락을 뻗친 모양이며, 여러 림프관 다발로 구성된다.
이 뇌 하부 뇌막 림프관은 해부학적으로 150년 전 실체가 발견됐으나 최근까지 정확한 위치와 기능에 대해 알려진 바 없었다. 최근 국내 연구진은 이 뇌 하부 뇌막 림프관을 규명하고 나이가 들면 이 뇌 하부 뇌막 림프관의 배출 기능도 떨어져 뇌 속 노폐물이 더 많이 축적된다는 사실을 새롭게 밝혀냈다.
이번 연구 결과를 바탕으로 향후 뇌 하부 뇌막 림프관의 기능을 강화하면 뇌 속 노폐물의 배출을 활성화시키는 새로운 뇌행성 뇌질환 치료 접근방법도 나올 수 있을 것으로 보인다. 그동안 치매 등 치료제 연구는 베타 아밀로이드와 타우 단백질 등의 생성을 억제하는 데만 초점을 맞췄다.
고규영(KAIST 특훈교수) 기초과학연구원 혈관연구단 단장 연구팀은 25일 새벽 국제학술지 ‘네이처(NATURE)’에 치매 등 퇴행성 뇌질환을 유발하는 뇌 속 노폐물의 배출 경로 연구 결과를 발표했다.
연구진은 생쥐의 머리 뼈를 얇게 박피한 다음 뇌척수액에 형광물질을 주입하는 실험과 자기공명영상(MRI) 실험을 통해 뇌 상부와 하부 뇌막 림프관의 구조가 서로 다르다는 사실을 관찰했다.
관찰 결과, 뇌 하부 뇌막 림프관은 뇌에 쌓인 노폐물 등을 밖으로 배출하는 주요 배수구 역할을 하는 것으로 나타났다. 지금까지 뇌의 척수액에 포함된 노폐물은 뇌 상부에 위치한 ‘거미막융모(Arachnoid villi)’를 통해 정맥혈관으로 배출되는 것으로 이해됐으나 정확한 주요 배출구가 확인된 것이다.
연구팀은 나이가 들면 뇌의 노폐물 배출 기능이 저하되고 비정상적인 단백질들이 뇌에 축적된다는 사실에 기인해 뇌 하부 뇌막 림프관을 대상으로 노화에 따른 실험을 추가로 진행했다.
늙은 생쥐의 경우, 젊은 생쥐보다 뇌 하부 뇌막 림프관이 비정상적으로 붓고, 뇌막 림프관 내부 판막 구조가 망가져 있는 것으로 나타났다. 이로 인해 뇌 척수액 배출기능이 떨어져 노폐물을 정상적으로 처리하지 못했다.
고규영 단장은 "이번 연구는 그동안 그 구조와 의미를 정확하게 몰랐던 뇌막 림프관을 새롭게 정의한 것"이라며 "앞으로 뇌 하부 뇌막 림프관의 배출 기능을 향상시키는 치료제를 개발하면 새로운 퇴행성 뇌질환 치료방법의 실마리를 제시할 수 있을 것"이라고 말했다.