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INNOVATION만성기 뇌졸중 치료법만성기 뇌졸중의 새로운 치료법 제안
혈액뇌장벽 열어 줄기세포 효능 높였다

국내 사망률 2위를 차지하는 뇌졸중은 연간 54만 명의 환자가 발생할 정도로 흔한 질환이자 대표적 난치병이다. 그동안 뇌졸중 연구에서 줄기세포 치료제가 효과가 있는 것으로 드러났지만, 실현하기에는 방법적인 한계가 있었다. 하지만 지난 2월, 세계 최초로 만성기 뇌졸중을 줄기세포 약물요법으로 치료할 수 있는 연구 결과를 분당차병원 신경과 김옥준 교수팀이 발표했다.

치료제가 전무한 만성기 뇌졸중, 줄기세포 약물 치료법 발견

만성기 뇌졸중 치료에 새로운 장이 열렸다. 뇌졸중은 뇌 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터져서 뇌가 손상되는 질환으로, 치료 시 발병부터 3개월 이내를 급성기, 3개월 이후를 만성기로 나누고 있다. 급성기에 적용하는 치료로는 미국 FDA의 공인을 받은 혈전 용해제 ‘조직 플라스모겐 활성화제(tissue Plasmogen Activator, tPA)’가 유일하며, 만성기 치료제는 전무한 상황이다. 그러나 국내 사망률 2위를 차지할 만큼 자주 발병하는 질환임에도 치료법이 극히 한정적이던 뇌졸중은 일련의 연구를 통해 줄기세포가 긍정적 효과를 가져다줄 거라는 막연한 기대가 있었다. 그러던 중 분당차병원 신경과 김옥준 교수팀(최정갑 박사, 김혜민 석사)의 연구는 세계 최초로 만성기 뇌졸중에 줄기세포를 효과적으로 적용할 수 있는 방법을 제시하고 있어 특히 눈길을 끈다.


혈액뇌장벽의 투과도를 높이는 것이 연구의 핵심

만성기 뇌졸중은 뇌세포의 일부가 죽은 상태로, 인지 및 운동 장애 등 신경학적 후유증이 남는다. 줄기세포 치료제는 이론적으로 면역 시스템을 정상화하고 신경세포체를 새로 생성시키는 잠재력을 가졌지만, 만성기 뇌졸중에 적용하기에는 주입 방법의 어려움이 있어 연구 성과가 없었다. 줄기세포를 만성기 뇌졸중 환자의 뇌혈관에 주입하지 못하는 이유는 혈액뇌장벽 때문인데, 혈액뇌장벽은 뇌 혈관의 내피 세포들이 단단하게 결합해 이물질과 세균으로부터 뇌를 보호하는 역할을 한다. 문제는 뇌 질환을 치료하는 약물도 이물질로 판단해 이를 뇌 혈액에 통과할 수 없게 막는 것이다. 급성기 때는 혈액뇌장벽이 열려 있는 반면, 만성기에는 혈액뇌장벽이 단단하게 닫히기 때문에 혈액뇌장벽을 열어 줄기세포 치료제의 효과를 확인하는 것이 연구의 핵심이었다.


" 연구 중심 병원인 분당차병원에서는
급·만성기 뇌경색, 뇌출혈, 저산소증 등
뇌졸중 동물 모델의 치료 효과를 높일 수 있는
유전자 조작 줄기세포를 만들어내고 있다. "

1. 혼합 약물 주입 전 vs 후 혈액뇌장벽 상태


A 아무런 약물을 주입하지 않은 뇌졸중 병변 부위.
B 혼합 약물을 주입해 닫혀 있던 혈액뇌장벽이 열린 모습
  (동그라미 표시 부위).
뇌부종과 뇌종양 치료를 혼합, 혈액뇌장벽 여는 데 성공

김옥준 교수팀은 뇌부종 치료제 ‘만니톨’과 뇌종양 치료제 ‘테모졸로마이드’를 혼합해 주입했을 때 일시적으로 혈액뇌장벽이 열리는 것을 확인했다. 그동안 여러 연구에서 발표한 혈액뇌장벽을 열었던 약물이나 초음파는 환자에게 부작용이 심해 적용하기 어려웠고, 김 교수팀이 주목한 정맥에 투여하는 만니톨은 부작용이 적고 혈액뇌장벽 투과는 가능하지만 효과가 미미해 줄기세포의 효능을 발휘하는 데 한계가 있었다. 이를 보완하기 위한 것이 테모졸로마이드다. 테모졸로마이드는 다른 약물과 병용 투여할 때 약물의 대뇌 농도를 증가시키는 성질이 있다. 김 교수팀은 테모졸로마이드를 혼합한 만니톨의 경우 혈액뇌장벽의 투과 정도가 약 3배 증가한 것을 발견했다.


2. 만성기 뇌졸중 쥐 대상 약물 투입 결과 비교


아무런 약물을 투여하지 않은 ‘대조군’, 줄기세포만 넣은 ‘줄기세포 투여군’, ‘줄기세포+약물 투여군’으로 나눠 진행한 결과, ‘줄기세포 + 약물 투여군’에서 마비와 같은 신경학적 장애가 크게 호전된 것을 발견할 수 있었다(노란색 그래프).
줄기세포 치료제, 뇌졸중뿐 아니라 다양한 질환에 응용 가능

혼합 약물의 효과를 확인하는 연구는 만성기 뇌졸중 쥐를 대상으로 아무런 약물도 투여하지 않은 ‘대조군’과 줄기세포만 투여한 ‘줄기세포 투여군’, 줄기세포·만니톨·테모졸로마이드를 혼합 투여한 ‘줄기세포+약물 투여군’으로 나눠 진행했다. 행동 실험을 진행한 결과 대조군이나 줄기세포 투여군과 달리 줄기세포+약물 투여군에서 마비 등의 신경학적 장애가 크게 호전된 것을 발견할 수 있었고, 결과는 지난 5월 국제 학술지 <사이토테라피(Cytotherapy)>와 <생물화학·생물물리 연구 저널>에 발표했다. 김옥준 교수는 “이번 연구를 통해 발견한 혼합 약물은 만성기 뇌졸중뿐 아니라 혈액뇌장벽을 이유로 치료하지 못한 치매, 파킨슨병, 뇌종양 등 난치성 질환에 응용할 수 있을 것으로 예상한다”고 전했다. 또 김 교수팀은 이번에 발견한 치료 방법을 국내에 특허출원 중이며, 결과를 발전시켜 현재 연구 중심 병원인 분당차병원에서 급·만성기 뇌경색, 뇌출혈, 저산소증 등 뇌졸중 동물 모델의 치료 효과를 높일 수 있는 유전자 조작 줄기세포를 만들고 있다.



김옥준 교수 뇌졸중, 치매, 뇌전증(경련성 질환)
분당차병원 신경과
031-780-5380,5680 | bundang.chamc.co.kr

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