연세대 정은지 교수 연구팀, 새로운 유형의 진통제 개발 가능성 열어

국내 연구진이  뇌 속의 칼슘의존성 음이온 채널(아녹타민-2)이 지속적인 통증을 인지하고 조절하는 통증 조절 메커니즘을 국내 연구진이 최초로 규명하였다.  연구팀은 칼슘의존성 음이온 채널인 아녹타민(Anoctamin)-2가 뇌에서 발현되고 뇌에서 통증을 인지하고 조절한다는 새로운 사실을 발견하여 통증 치료의 새로운 가능성을 열었다.

 정은지 연세대 교수 연구팀은 시상신경세포가 감각정보를 지속적으로 전달하는 것을 억제하는 음이온채널의 존재와 그 메커니즘을 최초로 밝혔다. 중추신경계인 뇌에서 칼슘 의존성 음이온채널의 발현이나 기능이 기존 연구에서는 거의 알려져 있지 않았으나, 이 연구를 통해 시상신경세포 신경 세포가 지나치게 활성화하면 칼슘 의존성 음이온채널인 아녹타민(Anoctamin)-2(ANO2)가 열리면서 활성을 억제하는 것을 발견하였다.

 시상신경세포가 과도하게 활성화되면 ANO2채널이 감각정보 전달을 효과적으로 줄여준다는 것을 최초로 밝혔다. 정상적인 시상신경세포에서는 지속적으로 신경 세포를 활성화시켰을 때 신호자가조절(spike-frequency adaptation) 현상이 나타난다. 하지만 ANO2의 발현을 억제한 시상신경세포에서는 이러한 신호자가조절이 없어져 전기신호를 지속적으로 보내는 것을 관찰하였다. 이는 ANO2가 신경 세포의 지속적 활성화를 억제하는 데 관여함을 의미한다. 

연구팀은 동물 실험에서는 ANO2 발현이 억제된 생쥐의 경우 정상 생쥐에 비하여 통증 반응이 지속적이고 빈번하게 나타나는 것을 관찰하였다. 따라서 ANO2 발현 억제에 의하여 발생하는 신경 세포의 과활성화가 대뇌 피질로 감각 정보를 과하게 전달하여 통증이 지속되도록 하는 효과를 유도함을 밝혀내었다. 따라서 ANO2 발현 억제에 의하여 발생하는 신경 세포의 과활성화가 대뇌 피질로 감각 정보를 과하게 전달하여 통증 반응이 지속되도록 하는 효과를 유도함을 밝혔다.

 결론적으로 ANO2 채널은 시상신경세포의 정상적인 신호 전달은 방해하지 않고 지속적이고 과도한 신호 전달만을 효과적으로 억제한다는 점을 밝혀냈다. 이는 정상 감각정보 전달은 방해하지 않으면서 지속적 통증과 같은 과도한 신호전달만 효과적으로 조절할 수 있음을 시사한다.

   이 연구를 통해 그 동안 알려져 있지 않았던 칼슘-의존성 음이온 채널이 중추신경계의 신경세포 신호 전달을 조절하는 새로운 메커니즘을 밝혔다. 
   ANO2채널의 작용을 조절함으로써 시상신경세포의 과도한 활성화뿐만 아니라 지속적 통증에 의한 행동 반응을 조절할 수 있음을 밝혔다. 아직 ANO2채널에 대한 연구가 다양하게 이루어지지 않았으며, 이를 특이적으로 활성화 혹은 비활성화하는 약물의 개발도 이루어지지 않고 있다. 따라서 ANO2 채널에 작용하는 약물의 스크리닝을 통하여 통증을 조절하는 약물의 개발 가능성을 확인하였다. 
  
이 연구는 기존의 진통제가 효과가 없는 지속적이고 극심한 통증을 제어할 수 있는 단초를 제공하여 새로운 타입의 진통제 개발의 가능성을 보여준다.

 정은지 교수는 "이 연구는 뇌의 정상적인 감각 정보전달을 저해하지 않으면서 지속적이고 과도한 활성에 의한 통증 정보 전달을 차단하는 메커니즘을 밝힌 것이다. 기존의 통증 치료가 효과가 없던 지속적 통증의 조절을 위한 초석이 될 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구), 원천기술개발사업(나노소재기술개발사업), 교육부 BK21플러스사업, 산업통상자원부 국제공동기술개발사업의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 12월 19일자에 게재되었다.

글. 정유철 기자 npns@naver.com   사진. 미래창조과학부