AI 핵심 요약
beta- GIST 정의헌 교수 연구팀은 2일 IGFBPL1이 신경병증성 통증을 조절한다고 밝혔다
- IGFBPL1 억제 시 생쥐의 통증 과민과 보행 이상이 개선됐다
- IGF1R·ERK·TRPV1과 면역반응을 겨냥한 치료 가능성이 제시됐다
!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.
IGF1R·ERK·TRPV1 통증 경로 규명
siRNA 억제로 6주간 통증 완화 입증
[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 의생명공학과 정의헌 교수 연구팀이 말초신경 손상 후 감각신경세포에서 증가하는 단백질 IGFBPL1이 신경병증성 통증의 발생과 지속을 조절하는 핵심 인자라는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다.
IGFBPL1은 세포 성장과 발달에 관여하는 인슐린유사성장인자(IGF)와 관련된 단백질로, 그동안 뇌와 망막 등 중추신경계에서 신경 성장과 면역 조절에 관여하는 것으로 알려져 있었다. 말초 감각신경에서 통증을 조절하는 역할이 확인된 것은 이번이 처음이다.
신경병증성 통증은 당뇨병이나 항암 치료, 외상·수술 등으로 말초신경이 손상된 뒤 가벼운 접촉에도 통증을 느끼거나 화끈거림, 저림 등의 증상이 나타나는 질환이다. 전 세계 성인 인구의 7~10%가 겪는 것으로 알려져 있으며, 항우울제나 항경련제 등 기존 약물로는 통증이 충분히 조절되지 않는 경우가 많아 새로운 치료 표적 발굴이 필요한 상황이다.
연구팀은 생쥐의 좌골신경을 느슨하게 묶어 압박하는 만성 압박 손상 모델로 신경병증성 통증을 유발한 뒤, 감각 신호의 중계소 역할을 하는 후근신경절에서 IGFBPL1의 변화를 분석했다. 그 결과 IGFBPL1은 신경 손상 후 발현량이 늘어 7일째 최고치에 이르렀고 21일째까지 높은 수준을 유지했다. IGFBPL1을 발현하는 감각신경세포의 상당수는 통증을 감지하는 신경세포였으며, 좌골신경을 짓누르는 다른 손상 모델에서도 같은 증가 양상이 나타났다.
연구팀이 후근신경절에 IGFBPL1의 유전자 발현을 억제하는 짧은 간섭 RNA(siRNA)를 주입하자 압박과 열 자극에 의한 통증 과민 증상이 뚜렷하게 완화됐고, 이 효과는 좌골신경 부분 손상 모델에서 손상 후 6주까지 유지됐다. IGFBPL1의 작용을 막는 중화항체를 주입했을 때도 통증 과민 반응이 일시적으로 줄었으며, 반대로 IGFBPL1을 추가로 주입하자 신경이 손상된 생쥐의 통증 과민 반응은 더 심해졌다.
다만 손상이 없는 정상 생쥐에서는 IGFBPL1을 주입해도 통증 반응에 변화가 없어, 이 단백질이 신경 손상 이후 통증 과민 반응을 키우는 역할을 하는 것으로 나타났다.
작용 경로를 추적한 결과 IGFBPL1은 신경세포 표면 수용체인 IGF1R을 매개로 세포 내 신호 전달 단백질 ERK를 활성화시키는 것으로 확인됐다. IGF1R 역시 신경 손상 후 후근신경절에서 발현이 늘었으며, IGF1R의 발현을 낮추거나 기능을 막으면 통증 과민 반응이 크게 줄었다.
IGF1R을 차단한 상태에서는 IGFBPL1을 주입해도 통증 과민 반응이 거의 나타나지 않았고, ERK 신호 경로를 차단했을 때도 같은 효과가 나타났다. 연구팀은 또 IGFBPL1이 열이나 캡사이신에 반응하는 통증 감지 통로인 TRPV1의 반응성을 높여 감각신경세포가 통증 자극에 더 민감하게 반응하도록 만든다는 사실도 확인했다.
IGFBPL1은 신경세포의 과흥분뿐 아니라 후근신경절 내 면역세포인 대식세포의 유입과 염증 반응에도 관여하는 것으로 나타났다. 후근신경절에서 IGFBPL1 발현을 억제하자 대식세포 수와 함께 TNF-α, IL-1β, IL-6 등 염증 신호물질이 줄었으며, 약물로 대식세포를 제거한 생쥐에서는 IGFBPL1을 추가로 주입해도 통증 과민 반응이 나타나지 않았다. IGFBPL1의 발현을 억제한 생쥐에서는 신경 손상 후 나타나는 보행 이상 증상도 개선된 것으로 관찰됐다.
정의헌 교수는 "이번 연구는 신경 손상 후 감각신경에서 증가하는 IGFBPL1이 신경세포를 과민하게 만들고 면역세포의 염증 반응에도 관여해 통증이 만성화되는 메커니즘을 밝혀낸 것"이라며 "통증 신호를 전달하는 후근신경절을 국소적으로 겨냥하는 새로운 치료 전략은 마약성 진통제에 의존하지 않는 신경병증성 통증 치료제 개발의 실마리가 될 수 있다"고 말했다.
이번 연구는 GIST 의생명공학과 정의헌 교수와 김상성 연구부교수가 공동 교신저자로, 엠마누엘 아쿠아 박사과정 연구원이 제1저자로 참여했으며 과학기술정보통신부 STEAM연구사업과 뇌과학 선도융합기술개발사업, 중견연구자지원사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 '저널 오브 뉴로인플라메이션(Journal of Neuroinflammation)'에 지난달 8일 온라인 게재됐다. 연구팀은 이번 연구가 수컷 생쥐를 중심으로 진행된 점을 고려해 암컷 동물과 당뇨병·항암제 유발 신경병증 등 다양한 통증 모델, 인체 조직을 대상으로 한 후속 검증을 진행할 계획이다.
biggerthanseoul@newspim.com
