마이리오신 투여→세라마이드 생성 억제→파킨슨병 진행 늦춰

전 세계 환자만 1,000만명에 이르는 파킨슨병 진행을 늦출 수 있는 방안이 제시됐다.

광주과학기술원(GIST)은 오창명 의생명공학과 교수 연구팀이 뇌 세포 속 특정 지방 성분 세라마이드 생성을 억제하는 방법으로 파킨슨병 진행을 완화할 수 있는 새로운 치료 전략 가능성을 제시했고 23일 밝혔다.

파킨슨병은 손발 떨림, 보행 장애 등 운동 기능을 서서히 잃게 만드는 신경퇴행성 질환이다. 전 세계 약 1,000만 명이 이 병을 앓고 있다.

마이리오신으로 파킨슨병 마우스의 병리와 행동 회복 효과를 나타낸 그림. (자료=GIST)

근본적인 치료법은 현재 없다. 증상 완화가 주 치료인 셈이다. 신경세포가 수년에 걸쳐 점진적으로 손상되기 때문에 증상이 나타났을 때는 병증 예후가 상당히 진행된 경우가 많다.

연구팀은 뇌 세포 안에서 지방처럼 작용하며 세포 구조와 신호 전달을 조절하는 물질인 ‘세라마이드(ceramide)’에 주목했다. 세라마이드는 노화나 신경퇴행성 질환에서 비정상적으로 축적되는 것으로 알려져 있다. 특히 파킨슨병에서는 신경세포를 손상시키는 ‘알파-시뉴클레인’ 단백질 응집을 촉진하는 역할을 한다.

실제 연구팀이 루이소체 치매(LBD) 환자 6명의 뇌 조직과 정상 뇌 조직(6건)을 비교 분석한 결과, 환자 뇌에서 19종의 세라마이드가 크게 증가한 것으로 나타났다. 또한 유전자 분석에서는 도파민 신경세포에서 세라마이드를 생성하는 효소와 관련된 유전자(CERS5, CERS6 등)의 활동이 증가한 사실도 확인됐다.

연구팀은 이어 파킨슨병 동물모델과 환자 유래 세포를 이용해 세라마이드 생성 억제 효과를 검증했다.

알파-시뉴클레인 단백질이 비정상적으로 뭉치도록 만든 실험 쥐에 세라마이드 생성을 억제하는 물질 ‘마이리오신(myriocin)’을 5~7개월 동안 투여한 결과 ▲ 단백질 응집 감소 ▲ 운동 능력과 기억력 개선 ▲ 도파민 신경세포 손상 감소 등이 나타났다.

또한 이 약물(마이리오신)은 염증 관련 유전자의 발현을 낮추고, 운동·기억·집중력을 조절하는 도파민 신경세포의 신호 전달 기능이 정상 수준에 가까워지는 효과도 보였다.

세포 내 손상된 미토콘드리아를 제거하는 과정은 활성화되고, 신경 염증과 세포 사멸은 감소하는 변화도 함께 확인됐다. 이는 손상된 미토콘드리아를 제거하는 미토파지가 활성화되면서 나타난 효과로, 이 과장이 파킨슨병 병리 개선 핵심 기전이라고 연구팀은 설명했다.