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[BRIC View]

신경퇴행성 질환 타깃으로서의 뇌내 면역 반응 및 장내 미생물총 연구 동향

오지훈(NIH)

요약문

인간의 기대수명이 증가함에 따라 신경퇴행성 질환의 발생 빈도가 급격히 증가하고 있다.신경퇴행성 질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병 등 다양한 질환에서 나타날 수 있는데,이 질환들은 신경세포의 점진적인 퇴행으로 인한 운동 기능 장애, 감각 장애, 기억 상실, 성격 변화 등을 야기한다. 현재까지 수많은 연구가 진행되었음에도 불구하고 아직 발병 기전이 완벽하게 밝혀지지 않았고 치료제도 개발되지 않고 있다. 최근 유전체 분석 기술 및 동물 모델의 발전으로 신경퇴행성 질환에서 면역시스템의 역할을 규명하고자 하는 노력들이시작되고 있다. 뿐만 아니라 장내 미생물총 또한 뇌내 면역 반응에 영향을 미친다는 연구들도 속속 보고되고 있다. 본 보고서에서는 신경퇴행성 질환과 관련된 면역시스템 및 장내 미생물총의 최신 연구 동향에 대해 논의하고자 한다.

Key Words: 신경퇴행성 질환, 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌내 면역시스템, 장내 미생물총

[목  차]

1. 서론

2. 본론

2.1. 선천면역

  2.1.1. 미세 아교 세포

  2.1.2. 골수 유래 단핵성 식세포 

  2.1.3. 호중구

2.2. 적응면역 

  2.2.1. T 세포 

  2.2.2. B 세포 

2.3. 사이토카인

  2.3.1. IL-1 Family

  2.3.2. TGF-β

  2.3.3. IL-10 

2.4. 장내 미생물총

3. 결론

4. 참고문헌

1. 서론

신경퇴행성 질환은 일반적으로 시냅스와 뉴런 손실로 인한 인지 기능 저하, 치매 및 운동기능 상실을 초래한다. 신경 손실은 병원성 단백질의 응집체 형성, 확산 및 침착으로 인해 발생하며이는 자발적 또는 유전적 돌연변이로 인해 나타날 수 있다 [1]. 신경퇴행성질환은 특정 영역에침착된 병리학적 단백질 응집체에 따라 분류되는데, 베타-아밀로이드(Aβ) 플라크의 응집 또는타우(Tau) 신경 섬유 엉킴이 관찰되는 알츠하이머병, 루이 소체를 형성하는 알파-시누클레인(αsyn)이 응집되는 파킨슨병 등이 있다 [2]. 단백질 응집체 침착 및 뉴런 손실은 전형적으로 뇌의 특정영역에서 시작하여 이후에 다른 영역으로 확산되지만, 이것이 어떻게 일어나는지는 논란의 여지가남아있다.

알츠하이머병은 1906년에 Alois Alzheimer에 의해 처음 설명된 신경퇴행성 질환으로 치매의가장 흔한 원인이며 전 세계적으로 4천만 명 이상의 환자가 질환을 앓고 있는 것으로 추산된다.65세 이상 인구의 10-30%에서 발생하는 산발적 알츠하이머병은 Aβ 또는 미세 소관-결합 단백질Tau의 축적을 특징으로 한다 [3]. 알츠하이머병의 원인에 관한 여러 가설이 있는데 그 중 하나인아밀로이드 가설은 독성 형태의 Aβ가 뉴런 사멸 수용체에 결합되어 신경 퇴행이 시작된다는 것이다[4]. 반면에 Tau 가설은 알츠하이머병 환자에서 과인산화된 Tau가 다른 Tau에 결합하여 신경 섬유엉킴을 형성함으로써 신경 퇴행을 유도한다고 주장한다 [5].

파킨슨병은 1817년에 James Parkinson에 의해 알려졌으며, 두 번째로 흔한 신경퇴행성질환으로 60세 이상의 인구 중 1-2%에 영향을 미치는 것으로 추정된다. 파킨슨병의 증상에는치매뿐만 아니라 운동 기능 장애가 포함되는데 이는 도파민 뉴런의 손실로 인한 도파민 결핍의결과이다. 알츠하이머병과 마찬가지로 파킨슨병의 정확한 병인은 밝혀지지 않았지만, GBA1과 같은돌연변이와 더불어 α-syn의 축적이 복합적으로 관련이 있는 복잡한 질환으로 생각된다 [6].

처음 신경퇴행성 질환이 보고된 이후로 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병 등과 같은 질환에대한 연구는 대부분 단백질 응집 및 신경 손실 등과 같은 해부학적 변화를 중심으로 이루어졌다.그러나, 지난 몇 년간 과학자들은 일반적인 신경퇴행성 질환의 특징으로 면역세포의 증식 및 이동,사이토카인 신호전달의 변화, 변형된 식균작용 등과 같은 면역시스템 변화 등을 지목했다. 예전에는이러한 면역시스템의 변화는 질환 발생 중 나타나는 부수적인 반응으로 여겼지만, 최근면역시스템이 질환의 발병 및 진행의 중추적인 역할을 한다는 견해가 대두되고 있다.

장내 미생물총이 질병에 미치는 영향력이 위장관뿐만 아니라, 폐, 관절, 내분비 기관, 혈관계,심지어 신경계까지 확장되기 시작했다. 중추 신경계와 위장관은 “뇌-장축”을 통해 양방향상호작용하는데 이러한 개념이 “뇌-장-미생물총축”으로 확대되었다 [7]. 장내 존재하는 미생물은신경 전달 물질을 합성할 뿐만 아니라 면역세포의 성장과 기능 조절에 영향을 미치므로중추신경계의 면역시스템을 조절할 수 있다 [8]. 이에 따라 신경퇴행성 질환의 치료에 프로바이틱스,분변 미생물 이식 등과 같이 장내 미생물을 조절하는 접근법들이 시도되고 있다.

본 동향리포트에서는 신경퇴행성 질환에서 가장 높은 비율을 차지하는 알츠하이머병과파킨슨병에 면역시스템과 장내 미생물총이 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. (참고로, 본문 내“AD”와 ”PD”는 각각 알츠하이머병과 파킨슨병을 뜻한다.)

...................(계속)

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