기초과학연구원(IBS) 인지·사회성연구단 이창준 단장과 연세대 의대 하윤 교수 연구팀은 척수 속 '별세포'(astrocyte)가 생성하는 억제성 신경전달물질이 손상된 척수의 회복을 방해하는 핵심 원인임을 규명했다고 12일 밝혔다.

 교통사고나 추락 등으로 인한 척수 손상은 운동·감각 기능의 영구적인 상실로까지 이어질 수 있다.

 별세포는 뇌와 척수에 있는 별 모양의 비신경세포이다.

 평소에는 중추신경계의 항상성을 유지하는 역할을 하지만, 질환이나 외상 등 병리적 자극을 받으면 수와 크기가 증가하며 '반응성 별세포'로 변한다.

 반응성 별세포는 억제성 신경전달물질인 '가바'(GABA)를 생성해 주변 신경세포의 활성과 대사를 억제하는 것으로 알려져 있다.

 연구팀은 선행 연구를 통해 반응성 별세포 내 '마오비'(MAOB) 효소가 가바를 비정상적으로 생성함으로써 알츠하이머 등 퇴행성 뇌신경질환을 악화시킨다는 사실을 밝힌 바 있다.

 이에 착안해 손상된 척수 속 별세포를 분석한 결과, 가바가 신경세포 재생에 필요한 신경성장인자와 그 수용체의 발현을 억제한다는 것을 확인했다.

 별세포가 단순히 물리적 장벽을 형성하는 수준을 넘어 신경세포의 축삭돌기(axon) 재생과 시냅스(신경세포 간 연접 부위) 형성을 차단한다는 것이다.

 동물실험 결과, 마오비 발현이 증가한 척수 손상 쥐에서 척수 단면적이 정상 대비 절반 가까이 줄어든 모습이 나타났다.

 연구팀이 자체 개발한 마오비 억제제 'KDS2010'을 투여한 결과, 손상된 신경섬유가 다시 자라나고 뒷다리 운동 기능이 회복됐다.

 척수 단면 분석에서도 손상으로 생긴 빈 공간이 줄고 '수초'(신경세포의 축삭돌기를 감싸는 절연막으로, 신호가 빠르고 정확하게 전달되도록 도움)화 된 신경섬유가 증가한 모습이 확인됐다.

 영장류 모델에서도 손상 조직이 현저히 감소하고 신경이 보존되는 효과를 보였으며, 건강한 성인을 대상으로 한 임상 1상 시험도 통과해 약물의 안전성과 내약성을 입증했다고 연구팀은 설명했다.

 이창준 IBS 단장은 "척수손상 후 신경 재생을 억제하는 분자적 경로를 규명하고, 이를 제어하는 전략을 제시함으로써 기존 치료제와는 차별화된 근본적 치료 가능성을 제시했다"며 "설치류와 영장류, 임상 1상까지 다층적 검증에 성공했다"고 말했다.

 하윤 연세대 의대 교수는 "KDS2010에 대한 임상 2상 시험을 통해 실제 척수손상 환자에서 치료 효과를 검증할 계획"이라며 "마오비에서 가바로 이어지는 경로가 다른 신경질환에 관여하는지도 확인할 계획"이라고 밝혔다.

 이번 연구 성과는 국제 학술지 '신호 전달 및 표적 치료'(Signal Transduction and Targeted Therapy)에 실렸다.