건국대학교병원이 알츠하이머의 새로운 조기진단 MR 영상 마커 개발로 ‘2023년 보건의료 연구개발(R&D) 우수성과 30선’에 선정됐다.

앞서 ‘2023년 국가연구개발 우수성과 100선’ 선정에 이은 연속 쾌거다.

이번 우수성과 선정은 한국보건산업진흥원, 국립암센터, 대구·오송 첨단의료복합단지, 국립정신건강센터, 국립재활원 등의 유관기관에서 추천한 총 1,055건의 우수성과 후보 중 예비 심사 및 우수성과추천위원회의 엄정한 심사를 거쳐 확정됐다.

알츠하이머병은 가장 흔한 치매 종류 중 하나이며 주요 발병 원인으로 세포 외에 축적된 아밀로이드 단백질과 세포 내 타우 단백질 제거의 실패가 꼽힌다.

단백질의 핵심적인 청소경로(clearance pathway)는 대부분 뇌척수액과 연결돼 있는데 이는 분해 및 세포 흡수, 혈관·뇌 장벽과 혈액·CSF(뇌척수액, cerebrospinal fluid) 장벽을 통한 운송, 간질액의 대량 흐름, CSF의 순환 및 림프계 흡수 등을 포함한다.

맥락얼기·맥락막총은 뇌실에서 발견되는 혈관과 세포의 네트워크로 뇌 건강 유지에 중요하며 혈액·뇌척수액 장벽을 형성한다.

맥락막총이 혈액에서 뇌로 가는 면역세포에 대한 일종의 관문 역할을 하며 CSF를 생산하는 주요 장소로서 뇌세포에서 노폐물과 독성단백질을 청소하는 통로 역할을 하는 것.

그동안 일부 연구에서는 맥락막총 이상이 단백질 청소의 장애를 일으켜 뇌 속 노폐물과 독성단백질 축적을 초래하고 면역 장애를 유발, 신경염증을 촉진할 수 있음을 제시했다.

하지만 인지장애와 관련한 영상의학적 특징에 대해서는 거의 알려진 내용이 없는바, 이에 건국대병원 문원진 영상의학과 교수 연구진은 알츠하이머치매 스펙트럼의 다양한 인지장애 단계에서의 맥락막총의 기능적·구조적 변화를 MRI로 규명했다.

연구팀은 총 532명의 다양한 인지 저하 환자를 대상으로 3테슬라 뇌 MRI 구조적 영상을 분석했다.

맥락막의 기능과 조성을 파악하기 위해 역동적조영증강영상(DCE영상)을 이용해 조직의 투과도를 측정했고 다중에코 GRE 영상을 통해 석회화·철분 등의 조성을 파악하기 위한 자율화맵을 계산한 연구팀이다.

연구 결과 알츠하이머 치매 스펙트럼 환자에서 뇌 MRI상 맥락막총의 부피가 인지장애 정도와 연관성이 있는 것으로 나타났다.

즉 맥락막총의 부피가 알츠하이머 치매, 경도인지장애, 주관적인지장애 순으로 컸던 것이다.

아울러 나이, 남성, 고혈압이 맥락막총의 부피와 연관성이 있는 것으로 확인됐다.

반면 PET(positron emission tomography) 결과와 아밀로이드병리여부와는 관련성이 없었다.

다중분석에서는 맥락막총 부피가 인지기능저하를 예측하는 독립적인 요인으로 분석됐다.

구체적으로 인지기능 측면에서는 맥락막총의 부피가 클수록, 자기 통제와 계획 등을 관장하는 실행능력과 기억력이 저하되는 것으로 나타났다.

또한 알츠하이머 치매에서 맥락막총의 투과성이 경도인지장애에 비해 낮아져 맥락막총의 기능 저하가 알츠하이머 치매와 연관성이 있는 점을 확인한 연구팀이다.

문원진 교수는 “알츠하이머병의 인지손상과 관련해 맥락막총 부피의 중요성을 처음으로 제시한 것이 이번 연구의 핵심 성과”라며 “고해상도 뇌구조영상과 DCE 영상, 정량화 자율화맵 등을 이용해 맥락막총의 부피 및 생리학적 특징을 세밀하게 특정하고 다양한 단계의 인지 손상 관계를 더욱 명확히 파악했다”고 강조했다.

문 교수는 이어 “맥락막총의 변화가 알츠하이머병 진행에 관여하는 독립적인 인자로서 치료에 있어 맥락막총을 새로운 치료 대상으로 제시한 것도 의미 있는 결과”라며 “이번 연구가 우수성과로 선정된 것은 문연실 신경과 교수와의 팀워크가 중요했던 만큼 향후 진단을 넘어 치료에 도움이 될 수 있도록 연구를 확장하겠다”고 덧붙였다.

실제로 이번 연구는 맥락막총의 부피와 알츠하이머병의 인지 손상 사이의 관계를 밝혀 사회적으로 증가세가 뚜렷한 알츠하이머병의 조기진단 도구 개발에 시발점이 될 수 있다는 점에서 큰 주목을 받았다.

게다가 맥락막총의 구조 및 기능적 변화와 알츠하이머병 진행과의 연관성을 이해하게 됨으로써 새로운 치료전략 및 치료제 개발에 혁신적 적용이 가능하다는 점도 연구의 의의 중 하나라는 게 문 교수의 설명이다.

문 교수는 “무엇보다 맥락막총 역할에 대한 새로운 결과를 밝힘으로써 그동안 간과된 뇌척수액, 맥락막총, 퇴행성신경질환관의 관련성 연구가 새로운 전환점을 맞을 것을 기대한다”고 언급했다.

그는 “이번 성과로 알츠하이머병의 조기진단이 가능해지면 환자의 치료비용과 치료 기간을 줄일 수 있을 것”이라며 “가족과 사회 전체에 부담을 주는 알츠하이머병 환자의 증가세를 저지하고 알츠하이머병의 진행을 늦추거나 관리하는 방법을 발견하는 데 도움이 될 것으로 확신한다”고 전했다.

한편, 이번 연구는 영상의학 분야 국제 저명 학술지 ‘Radiology(IF 29.15)’와 ‘Journal of Neuroimaging(IF 2.32)’에 최근 게재됐다.