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미성숙 뇌세포 잘못된 발육이 뇌수종 유발

美 아이오와주립대 연구진, 뇌수종 새로운 발병원인 발견

미성숙 뇌세포 잘못된 발육이 뇌수종 유발

미국 아이오와 주립대학의 연구자들이 뇌수종의 새로운 원인을 발견하였는데, 이병은 1000명 신생아 당 1-3명 발생하고 머리 둘레가 갑자기 커지며, 두통, 구토, 졸림, 발작, 등 사람을 파괴시키는 원인 미상의 신경학적 손상이다. 마우스의 실험결과 연구자들은 정상 뇌 발육에 관여하는 신호전달의 결함을 발견하였는데, 이로 인해 미성숙 뇌세포가 파괴된다. 약물치료로 신호 결함을 우회함으로써, 연구자들은 그 세포의 발생을 교정하고 뇌수종의 증상을 감소시켰다. 이 연구는 네이처 메디슨 11월 18일자에 발표되었다.

이 논문의 제1저자로 신경과학 대학원과정의 학생이며 미국 국립과학원의 펠로우인 칼빈 카터는 이 연구는 신생아 뇌수종 발생의 원인이 되는 새로운 분자기전을 확인하였으며 FDA승인 약품을 사용하여 신호경로를 표적화시켜 비수술적 방법으로 이병을 성공적으로 치료할 수 있었다고 하였다.

뇌수종은 뇌에 물이 차는 병으로 뇌실에 물이 증대되는데, 과도한 물을 제거하지 못하면 뇌실이 확대되어 심각한 뇌손상 또는 사망을 초래한다. 뇌수종이 신생아의 가장 흔한 뇌 손상이지만, 지난 50년간 치료방법의 커다란 진전이 없이 물을 빼내기 위한 침습적 뇌수술이 사용되었다. 합병증이 흔하고 간혹 실패하는 경우 어린이들이 재수술을 받아야 한다.

▶ 마우스 배아 14.5일 때, 리튬으로 치료한 후 생후 14일과 3개월의 뇌소견: 대조군(WT), 뇌수종모델(Bbs1)은 리튬으로 치료한 경우, 14일, 90일에서 뇌수종 크기가 감소되어 있다.

▶ 리튬의 작용부위 모식도: 리튬이 GSK3의 인산화를 촉진시켜 세포 증식을 증가시킨다.

이 병은 파괴적이고 연간 약 20억불의 비용이 많이 든다. 최근의 치료 선택이 극히 제한적이다. 비침습적 요법의 개발은 치료의 대변혁을 일으킬 수 있다. 마우스모델을 통하여 뉴런과 신경교세포 등 대부분의 뇌세포를 발생시키는 뇌전구세포(neural precursor cell, NPC)라고 부르는 특정한 그룹의 세포를 가려낼 수 있었다. NPC의 특정한 아형을 최근에 확인하였고 정상 뇌실의 발육에 관계하는데, 이 연구가 집중하게 되었다.
뇌의 발생 도중에 미성숙세포의 이 아형은 매우 정교한 과정에 따라 증식하고 사멸하는 과정을 거쳐 정상 뇌실을 형성한다. 연구자들은 이 세포의 증식과 생존의 불균형을 발견하였는데, 이로 인해 실험쥐 모델에서 뇌수종이 유발되었다. 이 불균형은 NPC의 괴사와 증식을 촉진하는 신호전달 경로의 문제 때문에 생긴다. 마우스모델에서는 양자 모두 비정상적이 되어 세포가 정상보다 2배 빠르게 죽었으며 증식은 정상의 1/2 수준이었다.
근본 문제를 발견함으로써 연구자들은 리튬 치료로 경로를 우회하여 전구세포의 정상증식을 회복시켜 순차적으로 마우스의 뇌수종을 감소시켰다. 저자들은 최초로 이 전구세포의 발생을 조절함으로써 신생아 뇌수종을 성공적으로 치료하였다. 이 질환과 다른 신경학적 질환을 치료할 수 있는 새로운 치료 전략의 문을 여는 쾌거를 이룩하였다.
이 연구를 통해 신호전달 결함이 뇌수종의 원인이라는 점을 확인함으로써 이 질환의 발생과 관련된 부가적 신호전달 경로를 확인할 수 있는 길을 열어 놓았으며, 비침습적 치료를 발전시킬 수 있는 기본토대를 마련하였다.
사이언스데일리 (2012.11.19)

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