국내 연구진, '30년 정설' 파킨슨병 발병 원인 뒤집었다

[이데일리 김혜미 기자] 지난 30년간 학계의 정설로 자리잡았던 파킨슨병 발병 원인을 국내 연구진이 뒤집었다.

20일 한국연구재단에 따르면 김대수 카이스트 교수 연구팀은 기저핵 신호물질이 타겟 신경을 억제하는 것이 아니라 흥분시킴으로써 파킨슨병의 운동 이상을 유발한다는 사실을 규명해냈다.

기저핵은 운동을 조절하는 뇌구조체로 억제성 신호물질인 가바(GABA)를 분비한다. 파킨슨병 발병시 운동신호인 도파민이 없어지면 기저핵은 억제성 신호물질인 가바를 더 많이 분비하는 경향이 있다.

그동안 학계에서는 드롱 박사 연구팀이 1980년대에 제시한 ‘운동신호 억제이론’을 파킨슨병 치료연구에 활용해왔다. 파킨슨병 환자의 뇌에서 분비되는 기저핵 억제성 신호물질이 뇌의 운동신경을 억제해 운동기능을 방해한다는 것이다.

그러나 이 학설은 파킨슨 환자의 복잡한 증상을 설명하는 데 한계가 있었다.

김대수 교수 연구팀은 광유전학 기법으로 생쥐 뇌의 기저핵 신경을 빛으로 자극해 파킨슨병 환자와 유사한 증상을 유발했다. 연구에서는 기저핵의 억제성 신호를 받은 시상핵 신경들이 일시적으로 억제신호에 순응해 억제되는 듯 했으나, 이후 반발성 흥분을 보이는 것이 확인됐다.

연구팀은 또 ‘반발성 흥분’을 억제했을 때 다양한 파킨슨 증상을 보이던 파킨슨병 생쥐가 완전히 회복되는 것을 확인했다. 기저핵의 작용에 의해 시상핵 신경이 억제되는 것이 아니라 흥분해 운동질환을 유도한 것이다.

연구팀은 반발성 흥분을 약물이나 빛으로 억제함으로써 파킨슨병 증상을 제거할 수 있는 가능성이 열렸다고 보고 있다.

김대수 교수는 “이번 연구를 통해 반발성 흥분을 조절, 파킨슨병 증상을 억제할 수 있는 기작이 규명됐다”며 “향후 도파민 세포가 사라져 회복이 어려운 파킨슨병 환자를 치료할 수 있는 차세대 치료법이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행됐으며, 신경과학 분야 국제 학술지인 ‘뉴런(Neuron)’ 8월30일자 논문으로 게재됐다.

기저핵 억제성 입력이 파킨슨 증상을 나타내는 모식도. (위) 정상적인 억제성 입력은 시상핵 반발성 흥분을 유도하니 않으며 운동질환도 만들지 않음. (가운데)파킨슨병에서는 억제성 입력이 증가하면서 (빨강) 반발성 흥분을 만들어 내고 떨림, 긴장, 보행이상 등 파킨슨병 증상을 일으킴. (아래) 광유전학 기법으로 반발성 흥분을 억제하면 (녹색) 파킨슨 병 증상을 회복시킬 수 있음.