기초과학연구원(IBS)이 뇌척수액의 배출통로를 찾고 배출을 늘릴 수 있는 방법을 제시하는 등 획기적 연구성과 2건을 거둬 국제 학술지 ‘네이처’에 발표했다. 특히 뇌척수액은 바깥으로 배출되지 않고 뇌 속에 쌓이면 치매를 일으킬 수 있어 이번 연구가 치매 예방과 치료에 새로운 이정표를 제시했다는 평가가 나온다.
IBS는 고규영 혈관연구단장, 윤진희 선임연구원, 진호경 연구원 연구팀이 뇌척수액의 주요 배출통로가 코 뒤쪽에 있는 비인두 점막에 분포하는 림프관망이라는 사실을 새로 규명하고 이를 수축·이완시켜 뇌척수액 배출을 증가시킬 수 있다는 것을 확인했다고 10일 밝혔다. 뇌 속 노폐물을 원활히 청소할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것이다.
뇌척수액은 뇌를 보호하고 노폐물을 배출시켜주는 수액이다. 인간의 경우 하루 500mL가 만들어진 후 제기능을 하고 밖으로 배출된다. 하지만 제대로 배출되지 않고 뇌에 축적되면 신경세포를 손상시켜 인지기능을 떨어뜨리고 치매와 같은 신경 퇴행성 뇌질환을 유발할 수 있다. 특히 노화가 진행되면 뇌척수액의 배출 기능이 현저히 감소하는 것으로 나타나면서 뇌질환 예방을 위한 뇌척수액 연구가 주목받고 있다.
연구팀은 비인두에서 발견된 림프관들이 서로 정교하게 연결된 림프관망 구조를 가지며 뇌의 안팎을 여결해 뇌척수액을 배출하는 허브 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 쥐 실험을 통해 비인두 림프관망이 심하게 변형된 경우 뇌척수액 배출이 원활하지 않고, 약물을 통해 림프관의 수축과 이완을 유도하면 뇌척수액의 배출을 원활하게 할 수 있다는 것도 확인했다.
고 단장은 “뇌 속 노폐물을 청소하는 비인두 림프관망의 기능과 역할을 규명한 것은 물론 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다”며 “향후 치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 연구성과는 이날 네이처에 게재됐다.
이날 네이처에 함께 실린 연구성과는 이온의 ‘구조적 암흑 상태’를 규명한 것이다. 이효철 첨단반응동역학연구단장 연구팀은 기체 상태의 이온이 탄생하고 변하는 과정을 실시간 관찰하고 이온이 구조적 암흑 상태 등 기존에 알려지지 않았던 단계들을 거쳐 생성물을 형성한다는 사실을 밝혔냈다.
이온은 원자가 전자를 잃거나(양이온) 얻어(음이온) 전기적 성질을 가지는 입자다. 이 이온들의 상호작용으로부터 물질 생성, 우주 현상 등에 관여하는 다양한 화학반응들이 일어난다. 하지만 이온들의 상호작용과 그로 인한 변화는 수 피코초(1조분의 1초)라는 짧은 순간에 수 옹스트롬(1억분의 1㎝) 규모로 이뤄지기 때문에 관측이 어렵다.
연구팀은 빠르고 작은 움직임을 볼 수 있도록 고안된 ‘메가전자볼트 초고속전자회절(MeV-UED) 교류 전자총’과 이온을 대량 생산할 수 있는 ‘공명 증강 다광자 이온화 기법’을 활용해 기존 관측의 한계를 극복해냈다. 특히 양이온이 생성된 후 3.6피코초 동안 아무런 변화가 일어나지 않는 구조적 암흑 상태 현상을 최초로 발견했다. 이 단장은 “흔하지만 밝혀지지 않았던 이온의 감춰진 비밀을 한 꺼풀 벗겨낸 것”이라며 “아직도 우리가 모르는 그리고 과학자들이 풀어야 할 물질세계의 경이로운 비밀은 많다”고 말했다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
sookim@sedaily.com
