뇌 노폐물 배출 첫 관문 찾았다…IBS, 세계 최초 치매 치료 단서 제시
||2026.07.22
IBS ‘지주막 소창’ 세계 첫 규명
퇴행성 뇌질환 연구 새 전기
뇌척수액 배출 핵심 통로 첫 발견
노화된 뇌 기능 회복 가능성 확인
한국 연구진이 뇌 속 노폐물이 몸 밖으로 빠져나가는 첫 번째 관문을 세계 최초로 규명했다. 연구진은 노화로 저하된 뇌 노폐물 배출 기능을 유전자 치료로 회복할 가능성도 함께 확인하면서 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환 연구의 새로운 전기를 마련했다.
과학기술정보통신부는 고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단장 연구팀이 동물실험을 통해 뇌척수액이 뇌를 감싼 지주막을 통과해 뇌막 림프관으로 흡수·배출되는 핵심 통로인 ‘지주막 소창(Arachnoid fenestrations)’을 세계 최초로 규명했다고 21일 밝혔다.
뇌는 활발한 대사 과정에서 지속적으로 노폐물을 만들어낸다. 이 노폐물은 뇌척수액을 통해 뇌 밖으로 배출된다. 이른바 ‘뇌 청소’ 과정은 정상적인 뇌 기능을 유지하는 데 필수적이다. 뇌척수액의 생성과 배출이 원활하지 않으면 아밀로이드 베타(Amyloid-β) 등 신경독성 단백질이 뇌에 축적돼 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환으로 이어질 수 있다.
IBS 연구팀은 2019년과 2024년 네이처(Nature) 논문을 통해 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관과 비인두 림프관망을 거쳐 목 림프절로 배출된다는 사실을 규명했다. 노화에 따라 해당 경로가 퇴화하는 것이다. 지난해에는 얼굴 피부 아래 림프관을 통한 새로운 배출 경로와 미세한 기계적 자극으로 배출을 촉진할 수 있다는 점도 밝혀냈다.
다만 뇌척수액이 뇌를 둘러싼 지주막을 어떻게 통과해 바깥층인 경막의 뇌막 림프관으로 이동하는지는 오랫동안 밝혀지지 않았다.
연구팀은 이번 연구에서 뇌척수액이 지주막을 빠져나오는 미세 구멍을 발견하고 이를 ‘지주막 소창’으로 명명했다. 이로써 뇌척수액이 지주막 소창을 거쳐 뇌막 림프관과 비강 림프관을 지나 목 림프절까지 이동하는 전 과정을 규명하며 뇌 노폐물 배출 경로의 마지막 퍼즐을 완성했다.
연구팀은 림프관을 형광 표지한 특수 생쥐와 첨단 3차원 영상 기술을 활용해 후각망울의 림프관과 비강 림프관이 사골판을 사이에 두고 직접 연결된 구조를 확인했다.
이어 주사전자현미경 분석과 형광 추적 실험을 통해 뇌척수액이 지주막 소창을 통과한 뒤 뇌막 림프관으로 흡수되고, 코 안쪽을 지나 목 림프절까지 이동하는 과정을 직접 관찰했다.
노화에 따른 변화도 확인했다. 노화된 생쥐에서는 지주막 소창이 좁아지고 주변 뇌막 림프관이 감소했다. 사골판 통로 역시 좁아져 뇌척수액 배출 기능이 크게 저하됐다. 반면 노화된 생쥐의 비강 점막에 림프관 생성을 촉진하는 유전자 ‘VEGF-C’를 투여한 결과 비강과 후각망울 주변 림프관 재생이 촉진되면서 배출 경로가 다시 넓어졌다. 감소했던 뇌척수액 배출 기능은 젊은 생쥐 수준으로 회복했다.
연구진은 이번 결과가 약물을 콧속으로 투여하는 비침습적 방식으로 치매 등 퇴행성 뇌질환 치료 전략을 개발할 가능성을 보여준다고 평가했다. 특히 영장류에서도 동일한 지주막 소창 구조를 확인해 사람의 뇌 청소 기전 연구로 이어질 수 있는 기반도 확보했다.
고규영 단장은 “이번 연구는 약 250년 전 뇌막 림프관이 처음 발견된 이후 오랜 난제였던 뇌척수액의 지주막 통과 경로를 명료하게 밝힌 이정표적 성과”라며 “뇌 노폐물 배출의 시작점부터 목 림프절에 이르는 연결 구조를 통합적으로 이해할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.
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