KAIST는 바이오및뇌공학과 김필남.정용 교수팀이 뇌를 감싸고 있는 뇌막(뇌수막·brain meninges)이 노화에 따라 '당'이 축적되면서 뇌 피질을 감싸는 '방어벽'으로의 기능에 장애가 일어나는 사실을 확인했다고 15일 밝혔다.

연구팀은 고령자의 뇌막에서 당 분자의 과도한 축적을 확인하고 생쥐 모델에서도 나이에 따른 당의 축적을 확인했다. 뇌막은 뇌를 감싸고 있는 얇은 막으로 뇌척수액과 피질의 경계에 존재하며 뇌를 보호하는 중요한 기능을 하고 있다.

이번 연구에서는 뇌막이 노화로 인해 생기는 기능이상이 뇌 속 '남아도는 당'에 의해 유도됨을 밝혀냈다.

특히 노화에 의해 뇌막이 얇아지고 끈적해지면서 뇌척수액과 뇌피질과의 물질교환이 감소하는 것에 대한 원리를 규명했다.

이번 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 김효민 박사과정 학생과 김신흔 박사가 공동 제1 저자로 참여해 국제 학술지 '노화하는 세포(Aging Cell)'에 지난 2월 28일자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Glycation mediated tissue level remodeling of brain meningeal membrane by aging)

뇌척수액과 직접 맞닿아 있는 뇌막은 주로 콜라겐 (collagen)이란 세포외기질(ECM) 단백질로 구성돼 있으며 당이 흡착된 콜라겐 단백질과 부착된 세포는 콜라겐의 생산기능이 떨어지는 반면 콜라겐 분해 효소의 발현이 높아지면서 뇌막은 지속적으로 얇아지고 붕괴된다.

당 축적으로 인한 뇌막 변성 및 기능 장애를 확인한 것은 이번 연구에서 최초로 밝혀졌으며 이는 뇌 질환 연구에서의 새로운 치료접근을 제시할 것으로 기대되고 있다.

김효민 연구원은 "인간의 뇌에서 시작해서 생체모사 뇌막 모델과 동물모델을 활용한 융합적 접근으로 노화로 인한 뇌 장벽 변화에 대해 규명한 흥미로운 연구"라고 설명했다.

김필남 교수 연구팀은 이러한 뇌막을 비롯한 인체 전반적으로 쌓이는 당을 제거하기 위한 연구개발을 진행 중이다,

김 교수는 "인체에서 단백질과 당이 만나서 형성되는 찌꺼기인 최종당화산물은 대식세포에 의해 일부 제거되지만 콜라겐과 같은 세포외기질 단백질과 결합한 당화산물은 자연적으로는 제거되기 어렵다"면서 "몸 속 당 찌꺼기 제거를 위한 헬스케어 의료기기 개발에 힘쓸 것"이라고 말했다.