국내 연구진이 대표적 노인성 뇌질환 중 하나인 파킨슨병의 발병과 관련된 새로운 내인성 염증기전 활성체로 리포칼린2(lipocalin-2)의 병리적 역할을 규명해 관심이 모아지고 있다.

파킨슨병(Parkinson's Disease)은 몸의 움직임이 느려지고 떨림 현상과 경직, 굽은 자세와 같은 운동능력의 저하를 특징으로 하는 진행형 신경 퇴행성 질환으로 대표적인 노인성 뇌질환 중 하나다. 환자의 10~15%는 50세 이전에 발생한다.

또 리포칼린2(lipocalin-2)은 세포분화 및 세포자멸사(apoptosis), 그리고 철의 세포내 흡수를 유도할 수 있는 내인성 단백질로 최근 면역세포 활성에도 중요하게 관여한다.

이번 연구는 보건의료분야 기초연구 성과를 임상 적용 및 사업화로 중개하기 위해 추진하는 보건복지부 질환극복기술개발사업(치매극복기술개발사업/질병중심중개기반연구)의 지원을 받은 석경호 교수(경북대학교 의과대학)와 김상룡 교수(경북대학교 생명과학부) 공동연구팀에 의해 규명됐다.

‘파킨슨병의 발병과 관련된 신규 내인성 염증기전 활성체로 리포칼린2(lipocalin-2)의 병리적 역할’을 규명한 연구팀은 “뇌 염증을 일으켜 신경독성 물질의 생성을 크게 증가 시킬 수 있는 리포칼린2 단백질 발현이 정상인의 사후 뇌조직(흑질)과 파킨슨병 환자의 사후 뇌조직(흑질)을 비교 하였을 때, 파킨슨병 환자의 사후 뇌조직 (흑질)에서 리포칼린2 단백질의 발현이 증가하는 것을 처음으로 확인했다”고 밝혔다.

이와 함께 파킨슨병 동물모델 및 세포배양 시스템을 이용하여 대뇌에 신경손상이 발생하면 리포칼린2의 발현이 크게 증가될 수 있으며, 이때 주요 리포칼린2의 생성 뇌세포는 신경세포가 아닌 성상교세포라는 사실도 확인했다.

연구팀은 리포칼린2 단백질 증가에 따른 신경독성 유도 뇌염증의 기전을 검증하였고, 이러한 결과들을 통해 파킨슨병과 관련된 신규 내인성 병원체로 리포칼린2의 중요성을 제시했다.

성상교세포(astrocyte)는 혈관의 상피세포 (endothelial cell)들과 함께 뇌혈관장벽 형성을 수행하며 신경 조직에 영양소 공급 및 세포 밖의 이온 밸런스 조절 등을 통해 뇌세포들의 항상성 유지에 중요한 역할을 수행한다. 그러나 대뇌에서 과도한 뇌염증 반응과 관련하여 신경세포에 대한 독성도 유도 할 수 있다.

이번 연구를 진행한 김상룡 교수는 “신경독성을 나타내는 뇌 염증 현상은 파킨슨병 같은 노인성 뇌질환의 발병과 밀접한 관련성을 가지고 있다”면서 “대뇌 도파민 신경시스템에서 리포칼린2라는 단백질의 과다 생성은 파킨슨병 발병과 관련된 도파민 신경세포의 사멸을 초래하는 심각한 뇌 염증으로 이어질 수 있다”고 설명했다.

이어 “대뇌 도파민 신경시스템에서 리포칼린2의 생성 및 관련 신경독성 기전을 검증한 본 연구의 결과들이 아직 궁극적 치료제가 없는 파킨슨병을 포함한 노인성 뇌질환과 관련하여 새로운 예방·치료제 개발에 큰 도움이 될 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 신경과학 분야 국제 저명 학술지인 '신경과학 저널(The Journal of Neuroscience)‘에 게재(5월 18일 온라인 게재) 됐다.