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혈액뇌장벽을 극복하는 새로운 모델

New model may help science overcome the brain's fortress-like barrier

뇌의 요새와 같은 장벽을 극복할 수 있는 새로운 모델이 제시되었다. 과학자들은 어떻게 혈액뇌장벽(blood brain barrier)을 통과하는 약물을 개발하고 어떻게 암세포가 그 장벽을 통과할 수 있었는지를 더 잘 이해할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 주고 있다. 뇌는 거의 불침투성인 혈액뇌장벽의 보호를 받고 있는데, 이 요새와 같은 장벽은 뇌를 보호하는 역할을 하지만 뇌종양을 포함한 뇌질환 치료도 방해한다.

포츠마우스 대학의 제이나 마헤럴이 주도한 연구팀은 바로 이 혈액뇌장벽을 모방할 수 있는 모델을 개발하여 보다 효율적이고 신뢰성 있는 뇌질환 약물 테스트 방법을 제시하고 있다. 저널 FASEB에 발표된 이 모델은 2007년부터 시작한 느리고 힘든 연구의 결과다.

마헤럴 박사는 "혈액뇌장벽은 과학자들의 접근을 놀랍도록 복잡하고 어렵게 하는 것으로 악명이 높다. 뇌를 보호하는 이 장벽으로 인해 뇌종양을 치료하기 위한 대부분의 약물이 뇌로 들어가는 것도 어려움을 겪는다”고 말했다. 또한 “본질적으로 역동적인 구조를 이룬 생리 및 생화학적 요새로 볼 수 있는 이 장벽은 여러겹의 갑옷과 같은 방어벽으로 분자들이 뇌로 침입하는 것을 방지한다. 이전에 통과를 허용했던 것에 따라 매우 선택적인 특성을 가지고 있다.”고 덧붙였다.

뇌종양과 같은 뇌질환 혹은 파킨슨병, 치매, 두부손상과 같은 다른 신경학적 증상이 있는 경우, 생명을 구할 수 있는 약물을 투여하려는 노력에 반해 현저하게 복잡한 방어 활동이 일어난다. 현재 이용되는 일반적인 방법은 혈액뇌장벽을 우회하기 위해 카테터(catheter)를 혈관에 삽입하고 펌프로 약물을 투여하는 것이다.

연구팀의 주요 목표는 질병 및 치료 연구를 위한 혈액뇌장벽을 보다 잘 모사하기 위해 인간의 세포를 사용하여 3차원 구조로 복제 가능하고 신뢰할 수 있는 모델을 개발하는 것이었다. 많은 과학자들은 동물의 세포를 사용하여 만든 혈액뇌장벽 모델을 이용하여 뇌암과 약물 투여를 연구하고 있다. 동물 세포를 이용한 것은 지금까지 사람의 세포를 이용할 수 없었기 때문이다. 따라서 이번 연구 결과는 뇌질환 연구에 있어 성배를 발견한 것과 같은 평가를 받고 있다.

이제 과학자들은 유방암이나 폐암이 어떻게 뇌로 전이되는지 더 잘 이해할 수 있게 되었을 뿐만 아니라 나노입자 약물을 투여하고 뇌에 약물을 전달할 수 있는 임시 통로를 만들 수 있는 기회를 갖게 되었다. 마헤럴 박사는 이번 성과를 통해 연구에 이용되는 동물의 수를 크게 줄이고 유망한 약물의 임상실험 시작 시기를 단축할 수 있게 되었다고 평가했다.

[KOSEN 동향] 혈액뇌장벽을 극복하는 새로운 모델