교통사고 등으로 머리 부딪혀 생긴 '외상성 뇌손상'…알츠하이머 유발하는 이유 밝혀졌다

클리블랜드 메디컬센터 연구진

외상후 생긴 변형된 타우단백질
엉겨 붙으며 신경세포 구조 손상
치료 가능성 있는 약물도 확인

Getty Images Bank

교통사고, 낙상 등으로 크게 머리를 부딪혀 일시적으로 뇌 기능이 떨어지는 경우가 더러 있다. 이를 외상성 뇌손상(TBI)이라고 부른다. 뇌진탕의 일종으로, 외상성 뇌손상이 발생하면 한꺼번에 많은 신경세포가 망가져 의식을 잃거나 인지, 감각, 운동 기능에 문제가 생길 수 있다.

일시적인 현상이기 때문에 가볍게 생각할 수 있지만 그대로 방치하면 심각한 후유증이 발생하기도 한다. 심한 경우 뇌질환으로 이어질 수 있어서다. 실제 외상성 뇌손상은 알츠하이머의 발병 원인 중 노화와 유전 다음으로 많은 비율을 차지한다. 알츠하이머의 주요 원인 중 하나임에도 가벼운 뇌손상이 어떻게 알츠하이머로 이어지는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

그런데 최근 국제학술지 ‘셀’에 둘 사이의 연관성을 밝힌 연구가 발표됐다. 클리블랜드 메디컬센터 대학병원 연구진은 외상 후 뇌에서 변형된 타우 단백질이 많이 발견되는 것을 확인했다. 정상적인 타우 단백질은 신경세포 간 통신이 가능하도록 구조를 유지하는 역할을 한다. 하지만 이 단백질에 화학적 변형(아세틸화)이 일어나면 서로 엉겨붙기 시작하며 알츠하이머를 일으킨다.

연구진은 외상성 뇌손상이 발생한 생쥐에서 아세틸화 타우 단백질의 농도를 확인했다. 그 결과 아세틸화 타우 단백질이 뇌 손상과 동시에 빠르게 증가했다. 또 적절한 치료가 없을 시 계속 높은 농도를 유지했다. 연구진은 변형된 타우 단백질이 많아지자 신경세포체의 몸통(신경세포체)과 긴 다리(축삭돌기)를 이어주는 부분(축삭 기시부)이 붕괴되는 것을 확인했다. 이번 연구에 1저자로 참여한 신민규 박사는 “아세틸화된 타우 단백질은 더 이상 신경세포의 구조를 유지시키지 못했다”며 “신경세포 구조가 무너지면서 알츠하이머와 같은 신경학적인 손상이 뒤따른 것”이라고 설명했다.

연구진은 타우 단백질에 아세틸기가 붙는 것을 막으면 뇌 손상을 줄일 수 있을 것이라고 판단했다. 시중에 판매되고 있는 약물을 탐색한 결과 두 개의 약물이 외상성 뇌손상 이후 신경세포 붕괴를 막을 수 있다는 것을 확인했다. 진통제, 항염제로 사용되고 있는 살살레이트와 디플루니살이다. 주로 골관절염 환자들에게 처방되는 약물로, 아세틸기를 타우 단백질에 붙여주는 아세틸기전이효소를 억제하는 역할을 한다. 신 박사는 “이런 기능이 타우 단백질의 변형을 막아 신경세포를 보호한 것으로 보인다”고 말했다.

연구진은 두 약물이 사람의 뇌 기능을 보호하는 데에도 효능을 발휘한다는 것을 추가로 확인했다. 연구진은 뇌 손상을 입은 700만 명 이상의 환자 기록을 조사했다. 같은 기간 진통제로 살살레이트 혹은 디플루니살을 복용한 환자와 아스피린을 복용한 환자를 비교했다. 그 결과 전자의 경우 외상성 뇌손상과 알츠하이머 진단 사례가 유의미하게 적은 것으로 나타났다.

이 연구의 교신저자인 앤드루 피퍼 교수는 “이번 연구로 외상성 뇌손상에서 알츠하이머로 이어지는 메커니즘을 알게 됐고, 치료 가능성이 있는 약물도 확인했다”며 “알츠하이머 치료에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

최지원 기자 jwchoi@hankyung.com