IBS, 도파민 신경세포 잠들면 파킨슨병 유발된다

기존 신경세포 사멸 때 병 유발 이론 뒤집어

별세포서 분비되는 '가바(GABA)' 연구로 파킨슨병 근본 치료 가능할 것

국제학술지 '커런트 바이올로지' 온라인판에 게재

광유전학방법을 도파민 신경세포에 적용해 파킨슨병 유도 및 치료하는 모식도. 정상 쥐의 도파민 신경세포에 빛자극을 줘 잠들게(억제)하면 스텝 수가 감소하고 파킨슨병 운동증상이 나타난다. 반대로 파킨슨병 쥐의 도파민 신경세포에 빛자극을 줘 깨우면 감소했던 스텝 수가 회복되며 파킨슨병 운동증상이 개선된다.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 도파민 신경세포가 잠들면 파킨슨병이 유발된다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.

기초과학연구원(IBS)은 인지 및 사회성 연구단 인지 교세포과학 그룹 이창준 연구단장팀이 한국과학기술연구원(KIST), 서울아산병원과 공동으로 별세포가 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병이 유발된다는 사실을 규명했다고 10일 밝혔다.

도파민 신경세포가 살아있는 상태에서도 파킨슨병이 유발될 수 있다는 이 주장은 도파민 신경세포가 사멸해 파킨슨병이 유발된다는 기존 이론을 뒤집었다.
 
도파민은 운동에 꼭 필요한 뇌속의 신경전달물질로 기존에는 중뇌에서 도파민 생성기능을 하는 도파민 신경세포가 사멸하면 각종 운동기능에 이상이 있는 파킨슨병에 걸린다고 인식돼 왔다.

하지만 IBS 공동 연구단은 이번 연구에서 반응성 별세포에서 분비된 과도한 '가바(GABA)'가 도파민 신경세포를 잠들게 해 파킨슨병을 유발시킨다는 사실을 밝혀냈다.
 
별세포(astrocyte)는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별 모양의 비신경세포로 별세포의 수와 크기가 증가해 주변 신경세포에 영향을 미치는 상태를 반응성 별세포라고 하며 파킨슨병, 알츠하이머병, 중풍 등 뇌질환에서 주로 나타난다.

반응성 별세포는 억제성 신경전달물질인 가바를 과도하게 분비한다. 도파민 신경세포가 억제성 신경전달물질에 의해 억제돼 도파민 생성을 하지 못하는 상태를 ‘잠들었다’고 한다.
 
연구팀은 도파민 부족으로 운동기능에 이상이 생긴 파킨슨병 쥐를 준비한 뒤 마오비(MAO-B) 억제제를 이용해 반응성 별세포의 과도한 가바 분비를 막는 실험을 진행했다.

실험 결과 가바 양을 줄이면 도파민 신경세포가 잠들지 않아 도파민 생성이 원활해졌고 운동기능 이상 증세가 완화됐다.

 마비오 억제재는 별세포의 미토콘드리아에 주로 존재하는 효소인 마오비(MAO-B)를 억제하는 약물로 마오비는 별세포에서 가바를 생성하는 핵심 효소다.
 
이어 연구팀은 쥐의 도파민 신경세포를 빛으로 자극하는 광유전학적 실험을 진행해 빛자극으로 도파민 신경세포를 잠들게 하거나 깨운 후, 그에 따른 걸음수 변화를 관찰했다.
 
연구팀은 관찰을 통해 정상 쥐의 도파민 신경세포를 잠들게 하면 걸음수가 줄어들고 파킨슨병 쥐의 도파민 신경세포를 깨우면 걸음수가 늘어나는 것을 확인했다.

이를 통해 도파민 신경세포가 잠들어 있을수록 걸음수가 줄어들고 파킨슨병 증상을 보인다는 사실을 증명했다.

현재 파킨슨병 치료는 레보도파(levodopa)로 부족한 도파민을 보충하는 방법이 활용되고 있지만 장기간 레보도파를 복용하면 심각한 부작용이 발생할 수 있다.

연구팀은 파킨슨병 초기 도파민 신경세포가 도파민 생성 기능을 멈춘 상태이지만 아직 사멸하지 않고 살아있어 이 때 가바를 조절하면 파킨슨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 보고 있다.

이번 연구성과는 국제학술지 '커런트 바이올로지'(Current Biology, IF 9.193)’에 10일 오전 1시(한국시간) 온라인판에 게재됐다.(논문명:Aberrant tonic inhibition of dopaminergic neuronal activity causes motor symptoms in acute models of Parkinson’s disease)

이창준 단장은 "별세포 연구로 기존 파킨슨병 이론을 뒤집어 파킨슨병 치료에 새로운 방향을 제시했다"면서 "항후 파킨슨병의 근본적 치료를 위한 신약 개발 연구가 진행되길 바란다"고 말했다.


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