뇌 질환, 혈액에서 뇌세포 특이 신호 골라내 경과 확인

[아이뉴스24 정종오 기자] 대부분의 뇌 질환은 시간이 지날수록 악화되고 손상된 신경세포는 쉽게 회복되지 않는다. 조기 진단과 질병 활성도에 대한 지속 모니터링이 중요하다. 뇌는 조직 검사가 어렵고 MRI 등 영상검사만으로는 질병의 미세한 변화를 정밀하게 추적하는 데 한계가 있다.

최근 국내 연구팀이 반복적 영상검사 없이도 혈액만으로 특정 뇌세포 신호를 선별해 질병 활성도를 지속적으로 확인할 수 있는 새로운 바이오마커 개발 가능성을 발견했다.

서울아산병원 신경과 이은재 교수, 의생명연구소 김진희 박사, 연세대 생명공학과 신용 교수, 이효주·노연정 연구원은 혈액 속에서 특정 뇌세포 유래 신호만을 선택적으로 분리·분석할 수 있는 새로운 나노기술을 개발했다. 질병 활성도를 반영하는 분자 변화를 확인하는 데 성공했다.

이번 연구는 저비용 혈액검사만으로 뇌와 척수에 존재하는 성상교세포에서 유래한 신호를 분석해 뇌 질환 활성도를 평가할 수 있음을 확인했다는 점에서 의의가 있다.

국내외 의료계에서는 침습도가 낮고 접근성이 높은 혈액 기반 바이오마커 개발을 활발히 시도하고 있다. 재발 여부를 정확히 예측하거나 질병 활성도를 직접 반영하는 지표는 아직 충분하지 않은 상황이었다.

최근 이러한 한계를 극복할 수 있는 방법으로 세포외소포에 주목하고 있다. 세포외소포는 세포가 분비하는 미세한 소포로 단백질과 마이크로리보핵산(miRNAs) 등 다양한 생체 정보를 담고 있다.

뇌 유래 세포외소포가 뇌와 혈액 사이에서 물질 이동을 조절하는 혈액뇌장벽을 통과해 말초 혈액으로 이동할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 혈액을 통해 뇌의 변화를 확인하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

다만 혈액에는 다양한 세포에서 유래한 세포외소포가 섞여 있어 특정 세포에서 유래한 세포외소포만 선택적으로 분리하는 데에는 어려움이 있었다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 특정 단백질의 구조를 모사해 표적 분자를 정밀하게 인식하는 펩타이드 각인 나노복합체(Engineered Peptide-Imprinted Nanocomposites, EPIN)를 개발했다.

이 기술은 성상교세포 표면 단백질을 인식하도록 설계되어 혈액 속 수많은 세포외소포 중 성상교세포 유래 세포외소포만을 선택적으로 분리할 수 있다. 분리 과정은 40분 이내에 완료된다.

연구팀은 해당 기술의 임상 적용 가능성을 확인하기 위해 시신경척수염 스펙트럼 장애 환자를 대상으로 분석을 진행했다.

시신경척수염 스펙트럼 장애는 성상교세포를 반복적으로 공격하는 자가면역질환으로 급성 재발이 반복되며 신경학적 장애가 누적될 수 있다. 따라서 질병 활성도를 정확히 파악하는 것이 치료 전략 수립에 매우 중요하다.

다발성경화증과 파킨슨병 등 다른 뇌신경계 질환 환자도 함께 분석한 결과, 시신경척수염 스펙트럼 장애와 다른 분자 패턴을 보이며 질환을 구별할 수 있는 가능성도 확인됐다.

이은재 서울아산병원 신경과 교수는 “이번 연구는 반복적 영상검사 없이도 뇌 변화를 모니터링할 수 있는 가능성을 제시했으며 앞으로 치료 반응 예측과 개인 맞춤형 치료 전략 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “대규모 환자군을 대상으로 추가 검증을 진행해 임상 적용 가능성을 더욱 구체화할 계획”이라고 말했다.