뇌진탕 등 외상성 뇌 손상이 잠복해 있는 단순포진 바이러스(HSV-1) 같은 바이러스를 재활성화해 신경 퇴화를 유발하고 알츠하이머병 등 질환을 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
HSV-1은 일반인 80% 이상, 수두 대상포진 바이러스는 95% 이상이 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이전 연구에서는 잠복해 있는 HSV-1이 활성화되면 아밀로이드 플라크, 신경세포 손실, 염증, 신경망 기능 저하 등 알츠하이머병 표지들이 나타난다는 사실이 밝혀지기도 했다.
미국 터프츠대와 영국 옥스퍼드대 연구팀은 뇌진탕이 어떻게 잠복해 있는 바이러스를 재활성화하고, 신경 퇴화 과정이 어떻게 시작되는지 알아보는 연구를 진행했다. 이를 위해 연구팀은 실크 단백질과 콜라겐으로 스펀지 같은 폭 6mm의 도넛 모양을 만들고 여기에 신경 줄기세포를 주입해 성숙한 뉴런으로 유도했다. 그다음 축삭과 수상돌기를 성장시켜 신경망을 갖춘 뇌 조직 모델을 만들었다. 이어 일부 세포가 HSV-1에 감염된 뇌 조직 모델을 원통에 넣고 피스톤으로 충격을 가하는 방법으로 뇌진탕을 모방한 다음 조직 내 변화를 현미경으로 관찰했다.
그 결과, 충격을 받은 조직의 감염된 세포에서는 HSV-1이 재활성화됐다. 또 얼마 지나지 않아 아밀로이드 플라크와 타우 단백질, 염증, 신경세포 사멸, 신경교증 등 알츠하이머병 마커들이 관찰됐다.
반복적 두부 손상을 모방한 뇌 조직 모델은 충격을 많이 가할수록 알츠하이머병 마커가 많이 나타났다. HSV-1이 없는 뇌 조직 모델은 충격 후 약간의 신경교증은 보였지만 알츠하이머병의 다른 마커들은 나타나지 않았다.
기존 역학 연구에서 권투나 축구 같은 스포츠에서 운동선수가 뇌진탕 등 머리에 반복적 충격을 받으면 몇 달 또는 몇 년 후 만성 외상성 뇌병증, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경 퇴행성 질환에 걸릴 확률이 두 배 이상 높아지는 것으로 나타났다. 이에 위험 최소화를 위해 보호 장비와 경기 규칙이 강화되고 있다.
연구팀은 이 결과는 운동선수들이 뇌진탕을 겪으면 잠복해 있는 바이러스가 재활성화되고 알츠하이머병으로 이어질 수 있음을 강력히 시사한다고 설명했다.
연구 저자인 터프츠대 데이나 케언스 교수는 "이 연구에서 외상성 뇌 손상과 신경 퇴행성 질환을 연결할 수 있는 메커니즘을 발견했다"며 "이는 항바이러스제나 항염증제를 두부 외상 후 바이러스 활성화를 막고 알츠하이머병 위험을 낮추기 위한 예방 치료제로 사용할 수 있는 가능성을 보여준다"고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '사이언스 시그널링(Science Signaling)'에 최근 게재됐다.
HSV-1은 일반인 80% 이상, 수두 대상포진 바이러스는 95% 이상이 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이전 연구에서는 잠복해 있는 HSV-1이 활성화되면 아밀로이드 플라크, 신경세포 손실, 염증, 신경망 기능 저하 등 알츠하이머병 표지들이 나타난다는 사실이 밝혀지기도 했다.
미국 터프츠대와 영국 옥스퍼드대 연구팀은 뇌진탕이 어떻게 잠복해 있는 바이러스를 재활성화하고, 신경 퇴화 과정이 어떻게 시작되는지 알아보는 연구를 진행했다. 이를 위해 연구팀은 실크 단백질과 콜라겐으로 스펀지 같은 폭 6mm의 도넛 모양을 만들고 여기에 신경 줄기세포를 주입해 성숙한 뉴런으로 유도했다. 그다음 축삭과 수상돌기를 성장시켜 신경망을 갖춘 뇌 조직 모델을 만들었다. 이어 일부 세포가 HSV-1에 감염된 뇌 조직 모델을 원통에 넣고 피스톤으로 충격을 가하는 방법으로 뇌진탕을 모방한 다음 조직 내 변화를 현미경으로 관찰했다.
그 결과, 충격을 받은 조직의 감염된 세포에서는 HSV-1이 재활성화됐다. 또 얼마 지나지 않아 아밀로이드 플라크와 타우 단백질, 염증, 신경세포 사멸, 신경교증 등 알츠하이머병 마커들이 관찰됐다.
반복적 두부 손상을 모방한 뇌 조직 모델은 충격을 많이 가할수록 알츠하이머병 마커가 많이 나타났다. HSV-1이 없는 뇌 조직 모델은 충격 후 약간의 신경교증은 보였지만 알츠하이머병의 다른 마커들은 나타나지 않았다.
기존 역학 연구에서 권투나 축구 같은 스포츠에서 운동선수가 뇌진탕 등 머리에 반복적 충격을 받으면 몇 달 또는 몇 년 후 만성 외상성 뇌병증, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경 퇴행성 질환에 걸릴 확률이 두 배 이상 높아지는 것으로 나타났다. 이에 위험 최소화를 위해 보호 장비와 경기 규칙이 강화되고 있다.
연구팀은 이 결과는 운동선수들이 뇌진탕을 겪으면 잠복해 있는 바이러스가 재활성화되고 알츠하이머병으로 이어질 수 있음을 강력히 시사한다고 설명했다.
연구 저자인 터프츠대 데이나 케언스 교수는 "이 연구에서 외상성 뇌 손상과 신경 퇴행성 질환을 연결할 수 있는 메커니즘을 발견했다"며 "이는 항바이러스제나 항염증제를 두부 외상 후 바이러스 활성화를 막고 알츠하이머병 위험을 낮추기 위한 예방 치료제로 사용할 수 있는 가능성을 보여준다"고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '사이언스 시그널링(Science Signaling)'에 최근 게재됐다.