요약: 두뇌의 림프관을 활성화하면 노화된 쥐의 기억력이 향상될 수 있으며, 이는 노폐물 제거를 촉진함으로써 이루어집니다. 본 연구는 두뇌 외부에 존재하는 수막 림프관에 주목하여 직접적으로 혈뇌 장벽을 뚫지 않고도 노화로 인한 인지 저하를 해결할 수 있는 새로운 전략을 제시하고 있습니다.
이 개입은 염증성 단백질인 IL-6의 감소를 초래하고 신경세포 간의 소통을 개선하여 노령 쥐의 기억력 저하를 완화했습니다. 이러한 결과는 신체의 고유한 노폐물 관리 능력을 강화하여 두뇌 기능을 증진하는 치료법 개발의 길을 열어줍니다.
주요 사실:
- 향상된 노폐물 제거: 수막 림프관에서 배수를 개선하면 노화된 쥐의 기억력이 증가하는 것으로 나타났습니다.
- 염증 감소: 이 치료는 IL-6 수치를 줄여 두뇌 내 원활한 소통을 회복시켰습니다.
- 새로운 치료법의 가능성: 두뇌 외부의 림프관을 목표로 하는 접근이 연령에 따른 인지 저하에 대한 덜 침습적인 해결책을 제공할 수 있습니다.
출처: WUSTL
개인이 나이를 먹을수록 두뇌의 자가 정화 능력이 감소하며, 이는 연구자들이 알츠하이머병 및 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환에 기여할 수 있다고 믿고 있는 부분입니다. 세인트루이스의 워싱턴 대학교 의과대학 연구진은 두뇌에서 노폐물을 제거하는 혈관을 활성화시키는 잠재적인 해결책을 발견했으며, 이는 노화된 쥐의 기억력을 개선하는 효과를 보였습니다.
3월 21일 Cell 저널에 온라인으로 발표된 이번 연구는 혈뇌 장벽을 통과하지 못하는 기존 약물의 한계를 극복할 수 있는 인지 저하 치료법 개발의 기반을 제공합니다.
“물리적 혈뇌 장벽은 신경 질환 치료의 효과성을 제한합니다.”라고 WashU Medicine의 전문가인 조나단 킵니스 박사가 말했습니다. “두뇌 외부의 중요한 혈관 네트워크를 목표로 함으로써, 우리는 쥐에서 인지적 향상을 목격하고 있으며, 이는 인지 저하를 예방하거나 늦출 수 있는 강력한 치료법의 기회를 열어줍니다.”
노폐물 제거가 기억력을 향상시킨다
신경면역학을 전문으로 하는 킵니스는 10년 전 그의 연구실에서 쥐와 인간의 수막 림프계를 확인했으며, 이는 노폐물과 액체를 면역 감시를 위해 필수적인 림프절로 이동시킵니다. 이전 연구에 따르면 특정 알츠하이머 치료법은 뇌에서의 배수를 향상시키는 방법과 결합했을 때 쥐에서 효과를 증가하는 것으로 나타났습니다.
사람들이 약 50세에 이르면 뇌 액체의 흐름 감소를 느끼기 시작하는데, 이는 노화의 자연스러운 일부분입니다. 이번 연구에서 킵니스는 마르코 콜로나와 협력하여 노화된 배수 시스템의 성능을 개선함으로써 기억력을 향상시킬 수 있는지를 연구했습니다.
쥐의 기억력을 평가하기 위해 연구자들은 그들의 우리에 두 개의 동일한 검은 봉을 배치하여 탐색하도록 했습니다. 다음 날, 쥐들은 원래의 봉 중 하나와 새로운 물체인 걸린 막대들을 받았습니다. 검은 봉을 기억한 쥐는 이론적으로 새로운 물체와 더 많은 시간을 상호작용해야 하지만, 노령 쥐는 두 물체에 대해 비슷하게 반응하는 경향이 있습니다.
첫 번째 저자 김경덕 박사는 혈관 성장을 촉진하는 치료를 통해 노화된 쥐의 림프관 기능을 강화하여 노폐물 배수를 개선하도록 했습니다. 연구 결과, 노화된 쥐들은 rejuvenated된 림프관을 가진 경우 새로운 물체와 더 많은 시간을 보냈으며, 이는 치료받지 않은 쥐들에 비해 기억력이 향상된 것을 나타냅니다.
“기능하는 림프계는 두뇌 건강과 기억에 필수적입니다.”라고 김 박사는 결론지었습니다. “신체의 노폐물 관리 시스템의 건강을 촉진하는 치료는 자연스럽게 노화하는 두뇌에 이점을 제공할 수 있습니다.”
과중한 두뇌 청소
림프계가 손상되면 두뇌에 노폐물이 축적되어, 청소 책임이 미세아교세포라는 국소 면역 세포에게 전가됩니다. 그러나 이러한 세포들은 압도당하고 피로해지게 됩니다. 연구는 스트레스 받은 세포가 IL-6이라는 면역 신호를 방출하여, 기능이 이상적인 림프관을 가진 쥐에서 인지 저하를 촉진한다고 밝혔습니다. 이 쥐들의 두뇌를 분석한 결과, 주변 환경으로부터 신경 세포가 받는 신호의 균형이 깨진 것으로 파악되었습니다.
구체적으로, 신경 세포는 혼란스러운 신경 통신 중 “소음 제거” 신호가 적게 발생했습니다. 이러한 중단은 IL-6 수치의 증가로 인해 발생하며, 이는 신경 연결을 변화시키고 두뇌 기능에 장애를 일으킵니다.
림프관 기능을 개선한 치료법은 노화된 쥐에서 기억력을 향상시킬 뿐만 아니라 IL-6 수치도 줄여 두뇌의 소음 제거 메커니즘을 복원했습니다. 이러한 발견은 두뇌의 림프관 건강을 증진하여 인지 기능을 유지하거나 회복할 수 있는 가능성을 강조하고 있습니다.
“우리가 뇌의 림프계를 발견한 지 10주년을 기념하면서, 이러한 결과는 두뇌 건강의 중요성을 보여줍니다.”라고 킵니스가 언급했습니다. “두뇌 외부의 접근 가능한 림프관을 목표로 함으로써, 두뇌 질환 치료의 새로운 길을 제시할 수 있습니다. 우리가 뉴런을 회복시키는 것은 아닐지라도, 수막 림프관의 조정을 통해 그 기능을 최적으로 지원할 수 있습니다.”
김경덕, 아브라미쉬빌리 D, 두 S, 파파도폴로스 Z, 카오 J, 헤르츠 J, 스미르노프 I, 토마스 JL, 콜로나 M, 킵니스 J. 수막 림프-미세아교세포 축은 시냅스 생리학을 조절합니다. Cell. 2025년 3월 21일.
자금 지원: 이 연구는 NIH의 노화 연구소(보조금 번호 AG034113 및 AG078106), 세인트루이스의 워싱턴 대학교 BJC 연구자 프로그램, 신경과학 혁신 재단, 한국 연구재단(보조금 번호 2021R1A6A3A14045044)의 지원을 받았습니다.
이 콘텐츠에 표현된 견해는 저자들의 의견이며, NIH의 공식 견해를 반영하지 않을 수 있습니다.
조나단 킵니스는 Rho Bio의 공동 창립자이며, 이 연구와 관련된 특허를 보유하고 있습니다.
연구 개요
초록: 수막 림프관은 뇌척수액 배출 경로로 기능하며, 이들의 이상은 다양한 신경퇴행성 질환과 관련이 있습니다. 이전의 연구들은 기능이 이상적인 수막 림프관이 행동을 변화시킬 수 있다는 것을 보여주었으나, 그 근본적인 신경 메커니즘은 불분명했습니다. 이번 연구는 지속적인 기능 이상이 시냅스 입력의 균형을 방해하여 기억력 저하를 초래하는 것을 나타냅니다. 미세아교세포의 반응이 IL-6 발현을 증가시켜, 이는 시냅스와 행동에 변화를 초래합니다. 노화된 쥐에서 림프관 기능을 회복하면 이러한 변화가 역전되어, 수막 림프관을 목표로 하는 접근이 연령에 따른 인지 저하를 관리하는 혁신적 방법이 될 수 있음을 시사합니다.