유해 산소로부터 뇌보호물질생성
이 물질은 뇌 이외의 조직에서는 손상을 일으키는 프로스타글란딘(PG)E2로, 뇌에서는 뇌세포를 보호하는 것으로 나타났다.
PGE2는 사이클로옥시게나제(COX)-2에 의해 생성되는데, 이 COX-2는 손상된 뇌에서 뇌조직을 파괴시키는 것으로 알려져 있다.
Andreasson교수는 “뇌를 손상시키는 COX-2가 생산한 물질 PGE2 자체가 생체에 유용하다는게 이번 연구의 특징이다. PG에는 뇌경색에 의한 손상을 줄여주는 작용이 없다고 알려져 왔었지만, 이번 지견을 계기로 뇌경색의 치료와 병태 해명에 전혀 새로운 방향성을 제시했다. 앞으로 COX-2를 억제하면서 PGE2의 작용을 증강시키는 2중의 방어작용을 기대할 수 있는 약제가 뇌경색 치료에 이용될 것이다”고 말했다.
교수팀은 마우스의 뇌세포나 뇌절편을 이용한 실험에서 COX-2에서 생성되는 물질의 하나인 PGE2의 뇌보호작용, 즉 과잉자극이나 산소부족으로 손상된 뇌세포를 보호하는 작용을 발견했다.
또 유전공학으로 PGE2의 수용체를 결손시킨 마우스를 밴더빌트대학의 Richard Breyer씨로부터 인도받아 실험한 결과, 뇌경색 후의 뇌손상은 일반 마우스보다 훨씬 많았다. Andreasson교수는 “이번 결과는 PGE2가 뇌에서만큼은 보호작용이 확실히 있음을 보여주고 있다”고 말했다.
Andreasson교수팀은 또 PGE2가 뇌에서는 긍정적인 역할을 하는 이유에 대해 시험한 결과, PGE2의 수용체를 자극하면 뇌보호작용을 가진 사이클릭AMP(cAMP)의 생산이 증가하는 것으로 밝혀졌다.
cAMP 생산이 항진
교수는 “PGE2의 다른 작용, 예를들면 항염증작용 등도 뇌보호작용에 도움이 될지도 모른다. cAMP를 증가시키는 COX-2유래 물질은 PGE2와 동일한 보호작용을 갖고 있는 것으로 증명될 것으로 본다.
한편 cAMP를 감소시키는 물질은 기존 COX-2의 부정적인 작용, 즉 뇌경색 후의 뇌손상을 악화시킬 가능성도 있다. 우리는 현재 이 건에 관해서도 연구 중이다”고 설명했다.
미국에서는 현재 약 400만명이 뇌경색의 후유증으로 고통받고 있다. 뇌경색이 발병하면 뇌세포는 쇼크상태에 빠질 뿐 사멸되는 것이 아니다. 그러나 회복될 수 있는 기회는 시간이 경과하면서 급속하게 줄어든다. 뇌경색 발병 후 1시간 이내이면 조직 플라스미노겐 액티베이터(t-PA)를 투여해 뇌경색을 일으킨 혈전을 용해시키고 손상이 확대되는 것을 막을 수 있다.
그러나 뇌경색의 증상을 즉시 알 수 없는 환자나 병원까지 1시간 이상 걸리는 곳에 사는 환자도 있다. 따라서 뇌경색이 발병한지 오래됐어도 극적으로 개선되고 의료비를 크게 줄일 수 있는 치료법이 요구돼 왔다.
미국뇌졸중협회(ASA)에 따르면 뇌경색에 의한 의료재정부담이 미국에서만 연간 430억달러에 이르고있다.
교수는 “뇌경색 발병한지 몇시간 후에 PGE2수용체를 자극시켜도 마우스의 뇌장애를 막을 수 있는지를 판정할 수 있어야 한다. 만약 그렇게 된면 PG를 임상표적으로 하여 추적하는 것은 매우 중요한 일이 될 것”이라고 말했다.
마우스에서 COX-2는 뇌경색 후의 뇌손상에 중요한 작용을 했기 때문에 교수팀은 COX-2가 뇌손상을 초래하는 상세한 기전이 무엇인지를 밝히려고 했다. COX-2가 염증이나 종창을 일으킨다는 사실은 알려져 있어, celecoxib 등의 COX-2억제제는 관절염 등의 염증성질환에 처방되는 경우가 많다.
그러나 COX-2의 활성은 다른 다양한 물질의 생산에도 관여하고 있어 이러한 생산물이 좀더 직접적인 작용을 발휘하고 있을 가능성도 있다는 제기되고 있다.