뇌졸중 '콜라겐 장벽'이 원인이었다…IBS, 치료법까지 제시

[사진=IBS]

기초과학연구원(IBS)이 뇌졸중의 근본 원인을 규명하고 치료 가능성까지 제시했다. 신경세포 사멸의 핵심 기전으로 지목된 ‘과산화수소-콜라겐 생성 경로’를 차단할 경우 뇌 손상을 원천적으로 억제할 수 있다는 점을 입증하면서다.

IBS 이창준 단장 연구팀은 을지대학교와 함께 뇌졸중 시 과산화수소 증가로 별세포가 활성화되고, 이 과정에서 생성된 1형 콜라겐이 신경세포 사멸을 유도하는 메커니즘을 규명했다고 28일 밝혔다.

별세포는 평소 뇌를 보호하는 역할을 수행하며, 뇌졸중 발생 시에는 손상 부위 주변에 교세포 장벽(glial barrier)을 형성해 병변 확산을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 연구진은 이 보호막이 오히려 신경세포 사멸을 유도하는 요인으로 작용할 수 있음을 확인했다. 기존 정설을 뒤집는 결과다.

연구진은 해당 기전을 기반으로 과산화수소 제거와 콜라겐 생성을 동시에 억제하는 신약 후보물질 ‘KDS12025’를 개발했다. 마우스 뇌졸중 모델에 투여한 결과 교세포 장벽 형성과 신경세포 사멸이 크게 감소했으며, 저하됐던 운동 기능도 일주일 내 정상 수준으로 회복됐다. 특히 발병 2일 이후 투여에도 효과가 확인되면서 기존 뇌졸중 치료의 한계로 꼽히던 ‘골든타임’ 확장 가능성도 제시됐다.

영장류 모델에서도 유사한 결과가 확인됐다. KDS12025 투여 3일 후 병변 크기가 감소했으며, 일주일 내 마비됐던 손 기능이 회복됐다. 과일을 집는 행동 실험에서도 치료군은 10회 모두 성공한 반면, 미치료군은 운동장애로 수행이 어려웠다. 연구진은 인간과 생물학적 유사성이 높은 영장류에서 효과를 확인한 만큼 임상 적용 가능성이 높다고 설명했다.

이보영 IBS 연구위원은 “별세포에서 활성산소에 의해 유도되는 콜라겐 합성 기전을 분자 수준에서 규명했다”며 “뇌졸중뿐 아니라 치매, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 연구에도 중요한 단서를 제공할 것”이라고 말했다. 유승준 을지대 교수는 “영장류 모델에서 치료 효과를 입증한 만큼 임상 단계로의 전환 속도를 높일 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이 단장은 “기초연구부터 신약 개발, 전임상까지 전 과정을 통합한 ‘원스톱 연구 시스템’을 통해 근본 원인 규명과 치료 전략 제시에 성공했다”고 강조했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)’에 4월 28일 온라인 게재됐다.