‘뇌 속 청소부’ 미세아교세포 추적해 치매 치료 길 연다

미세아교세포만 선택적으로 염색하는 형광물질 ‘CDr20’ 개발

［메디컬투데이 이경호 기자］ 

뇌에는 침투한 병원체나 뇌세포에서 나오는 쓰레기를 처리하는 ‘청소부’가 있다. 바로 뇌세포 중 12%를 차지하는 미세아교세포(microglia)다. 미세아교세포는 사용하지 않는 시냅스를 없애 뇌 회로를 효율적으로 만든다. 하지만 지나친 미세아교세포의 활동은 알츠하이머병 등 신경퇴행성질환을 유발하기도 한다. 

기초과학연구원은 장영태 부연구단장팀이 제현수 싱가포르 듀크엔유에스의대 교수, 싱가포르 국립바이오이미징컨소시엄 연구진과 함께 미세아교세포만을 선택적으로 염색하는 형광물질 ‘CDr20(Compound Designation red 20)’을 개발하고, 살아있는 동물의 뇌에서 미세아교세포의 활동을 실시간 추적 관찰하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.

이번 연구는 뇌의 미세아교세포에만 존재하는 Ugt1a7c 효소를 이용해 미세아교세포를 선택적으로 염색하는 형광표지를 개발했다. 

미세아교세포는 알츠하이머병, 파킨슨병 등 난치성 질환인 신경퇴행성뇌질환의 발병과 진행에 관여하기 때문에 개발된 형광물질이 향후 뇌질환의 궁극적인 원인 규명, 치료기법 개발에 기여할 것으로 기대된다. 

미세아교세포가 뇌질환 발병 및 진행에 관여한다고 알려진 건 비교적 최근이다. 미세아교세포는 ‘시냅스 가지치기’를 통해 사용하지 않는 시냅스를 없애는데, 오작동으로 인해 정상적인 시냅스까지 과도하게 없애게 되면 신경퇴행성질환으로 이어진다. 뇌질환의 근본적인 원인을 규명하고, 궁극적인 치료제를 개발하기 위해서는 미세아교세포를 추적‧관찰하는 일이 필요한 이유다. 

지금까지 살아있는 동물에게서 미세아교세포를 관찰하는 유일한 방법은 형질전환생쥐를 활용하는 것뿐이었다. 이는 유전자조작을 통해 미세아교세포에 형광단백질을 발현하는 방식이다. 하지만 오랜 노력과 비용이 필요한 것은 물론, 임상 연구에 적용할 수 없다는 한계가 있었다. 

장영태 부연구단장은 “살아있는 개체의 뇌 속 미세아교세포를 형질전환동물을 사용하지 않고도 간단하게 표지할 수 있는 최초의 형광물질을 개발한 것이다”며 “다른 뇌세포에서 발현되지 않는 특별한 효소와 반응해 형광을 내는 물질로, 의·생명 분야의 후속연구로 이어져 궁극적인 뇌질환 치료제가 개발되길 바란다”고 말했다.

한편 이번 연구결과는 화학분야 권위지인 독일응용화학회지 온라인 판에 실렸다.   
메디컬투데이 이경호 기자(seddok@mdtoday.co.kr)