국내 연구진이 뇌출혈 등으로 손상된 세포를 재생하는 단백질을 발견해 학계의 주목을 받고 있다.

이를 활용해 연구진은 뇌손상 환자의 예후를 증진하기 위한 새로운 치료법 개발에 박차를 가한다는 방침이다.

서울대 약학대학 김규원 교수팀은 최근 뇌손상 후 혈관의 손상을 즉각적으로 회복시키는 단백질을 규명했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 뇌손상이 일어난 뒤 회복하는 과정에서 기존에 암 억제 단백질로 알려진 AKAP12가 뇌수막 세포의 상피간엽이행을 중재하면서 뇌수막의 재구축 과정을 조절하는 것을 알아냈다.

뇌에 충격 등으로 혈관이 손상되며 저산소 상태에 노출되면 뇌수막 세포에서 AKAP12 생성이 감소하고 그에 따라 TGF-ß1에 의한 상피간엽이행을 억제하지 못해 뇌수막세포가 병변 주변으로 이동하게 된다.

또한 시간이 좀 더 흐르면 저산소 상태를 극복하기 위해 주변 혈관에서 새로운 혈관이 뻗어 나와 산소를 공급하면서 다시 뇌수막 세포의 AKAP12생성이 회복된다.

이를 통해 TGF-ß1에 의한 상피간엽이행을 억제해 뇌수막 세포의 상피성질이 회복되면서 손상부위 주변으로 새로운 뇌수막 구조가 재구축된다는 것을 규명한 것이다.

지금까지 뇌가 손상되면 그 부위 주변으로 뇌수막 세포가 이동해 뇌수막을 재구축한다는 것은 알려진 상태지만 이에 대한 자세한 분자생물학적 기전은 규명된 적이 없다.

따라서 뇌손상 후 회복 시 추가적인 신경손상을 막는데 중요한 뇌수막의 재구축 과정과 그 기전이 나왔다는 점에서 뇌출혈이나 뇌경색 환자의 예후를 증진시키는 새로운 치료법 연구가 활발해질 것으로 전망된다.

김규원 교수는 "뇌손상 후 산소를 포함한 다양한 인자들로 이루어진 미세환경에 의한 조직의 회복과정을 규명한 것"이라며 "이를 통해 뇌조직의 특수한 보호기전을 제시했다는 점에서 향후 치료법 개발에 기반이 될 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 학문적 성과를 인정받아 세계적인 학술지인 네이처의 자매지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지에 게재됐다.

연구결과에 대한 김규언 교수의 일문일답

연구를 시작한 계기는 무엇인가? 선행연구에서 AKAP12유전자 결손 쥐의 뇌수막 재구축에 문제가 있다는 것을 발견하고 손상 후 회복과정에서 AKAP12 단백질의 기능과 이를 조절하는 인자들의 상호작용에 관심을 가지게 됐다. 하지만 이 논문은 3년에 걸친 18번의 투고와 3번의 재심사의 결과물이다. 심사관에게 뇌손상 조직의 미세환경이라는 거시적 관점의 연구가 받아 들여지기가 어려웠던 것으로 생각된다. 이번 성과는 무엇이 다르며 어디에 활용이 가능한가 기존 연구와 차별화하며 뇌손상 조직의 뇌수막 재구축 과정을 거시적 관점에서 통합적으로 이해한 것이 특징이다. 향후 뇌손상 환자의 예후 증진을 위한 새로운 치료법 개발에 활용이 가능할 것으로 본다. 실용화까지 필요한 시간은 얼마나 예상하나, 또한 이를 위한 과제는? 이번 연구는 매우 초기단계이며 실제 환자의 치료에 활용되기 위해서는 더 많은 장기적 연구가 필요하다. 뇌손상 후 회복시기에 따라 관련 인자들의 기능이 다를 수 있다는 점에서 인자들의 적절한 조절 가능 시기가 규명돼야 실용화가 가능할 것으로 보고 있다. 이루고 싶은 목표가 있다면? 또한 이를 활용해 연구를 진행할 연구자에게 한마디 한다면? 이번 연구 결과를 바탕으로 후속연구를 통해 조직과 미세환경이라는 관점에서 뇌손상 회복기전을 규명하고 뇌 손상 환자를 위한 새로운 치료법을 개발할 예정이다. 또한 기존 연구는 실험 모델을 단순화해 단일 단백질 또는 세포의 기능만을 밝히는데 초점을 맞춰왔다는 점에서 이번 연구가 세포 수준 이상의 거시적 관점에서 다양한 인자들의 상호작용을 통합적으로 이해하려는 연구의 시발점이 되기를 기대한다.