하버드 생명공학 연구팀이 외상적 뇌 손상의 세포 기전을 규명하고, 대뇌 혈관경련이 다른 종류의 외상적 뇌 손상보다 폭탄의 폭발에 의해 유도되는 뇌 손상에서 더 흔하게 일어나는지를 설명할 수 있는 연구 결과를 학술지 “PNAS”와 “PLoS One”에 발표하였다. 

외상적 뇌손상은 외상으로 인해 뇌조직이 손상을 입는 것을 말하는데, 크게 직접적인 손상과 간접 손상으로 구분된다. 간접 손상은 외상 후 부종이나 감염, 전신 질환, 경기 등으로 인해 뇌조직의 손상이 생기는 것을 말하며, 외상 후 이런 손상이 최소화될 수 있는 적절한 치료가 필요하다.

연구팀은 팀원의 개인적인 군 경험에 영감을 받아 원인을 찾았다. 생물학자, 물리학자, 공학자, 그리고 재료 과학자들이 함께 첨단 조직 공학 기술을 이용해, 뇌 손상과 치료를 위한 잠재적 표적을 연구했다. 그 결과 그들은 인테그린(integrin)이라고 하는 세포 막 수용체 단백질이 외부의 힘과 내부의 생리적 변화 사이의 결정적 연결성을 제공한다는 것을 보였다.

연구는 폭발에 의해 촉발되는 힘이 물리적으로 이 부착 단백질 복합체 구조를 붕괴시키고 뇌의 신경 세포 내 파괴적 분자 신호 경로의 연쇄 반응을 유발한다는 것을 증명했다. 정상적으로 인테그린은 신경세포 내에서 RhoA와 Rho 인산화효소(ROCK) 단백질의 활성을 매개한다. 연구팀의 결과는 폭발의 진동에서 인테그린에 의해 전달되는 기계적인 힘이 뇌 손상을 야기할 수 있다는 것을 보였다. 연구팀은 또한 손상 후 10분 이내에 ROCK 억제제인 HA-1077로 신경 조직을 치료하는 것이 국소적 종창의 수를 줄일 수 있다는 것을 알아냈다. 그들은 ROCK 억제에 대한 후속 연구가 가까운 시일 내에 이용 가능한 치료법으로 이어질 수 있다고 언급했다.

글. 장래혁 editor@brainmedia.co.kr | [자료] KISTI 글로벌동향브리핑 미리안