[한국기술뉴스] DGIST(총장 국양) 뇌과학과 김경진 교수 연구팀은 파킨슨병의 일몰증후군과 일주기 생체시계와의 분자적 연결고리를 세계 최초로 규명하고, 이를 치료할 수 있는 새로운 분자표적을 제시했다고 27일(수) 밝혔다. 향후 파킨슨병에서 비롯된 정서장애 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

파킨슨병은 근육 강직, 운동 느려짐 등의 증상을 시작으로 정도에 따라 걸음을 걷기가 어렵게 되고 일상생활을 전혀 수행할 수 없게 되는 퇴행성 뇌질환이다. 파킨슨병 환자는 운동 느림 현상 뿐 아니라 일주기 리듬 교란 질환인 수면장애를 함께 겪는다. 이로 인해, 늦은 오후에 불안, 우울, 동요와 같은 정서질환이 극심해지기도 한다. 이러한 증상을 ‘일몰증후군’이라고 하며, 치매환자의 약 20%가 일몰증후군을 앓고 있는 것으로 알려져 있다.

그러나, 현재 ‘일몰증후군’과 같은 파킨슨병의 정서질환에 대한 치료제는 굉장히 제한적이고, 이에 대한 메커니즘도 거의 밝혀진 바가 없다. 특히, 파킨슨병에서 일몰증후군과 일주기 생체시계 손상의 기능적 연결성에 대해서는 아직 밝혀진 바가 없다.

이에 DGIST 김경진 교수팀은 파킨슨병 생쥐 모델에서 해가 뜨는 특정시간대(주행성인 사람에서는 해가 질 때와 동일)에 불안증과 우울증이 나타나는 것을 관찰했다. 또한, 일주기 생체시계를 조절하는 유전자인 REV-ERBα의 길항제인 SR8278을 생쥐 모델에 투여했고, 해가 뜰 때 특이적으로 파킨슨병 생쥐 모델에서 나타나는 불안증, 우울증을 회복시킬 수 있다는 것을 입증했다. SR8278 처리시 정서조절의 일주기 리듬이 사라졌던 파킨슨병 생쥐 모델에서도 정상생쥐처럼 정서조절의 일주기 리듬을 구현할 수 있다는 것을 확인했다.

또, 김경진 교수 연구팀은 파킨슨병 생쥐모델에서는 해가 뜨는 특정 시간대에 중뇌 복측 도파민 뉴런에서 일주기 생체시계를 조절하는 유전자인 REV-ERBα와 촉진적 역할을 하는 전자인자인 NURR1의 발현 및 TH 유전자로의 결합력이 망가짐으로써, TH 발현과 정서조절의 일주기 리듬이 사라지는 것을 관찰했다. 반면, 파킨슨병 생쥐모델에 SR8278을 처리하면, 해가 뜰 때 도파민 뉴런에서 REV-ERBα와 NURR1의 경쟁적 상호작용이 회복되면서 TH 발현과 정서조절의 일주기 리듬이 회복되는 것을 관찰했다.

DGIST 뇌과학과 김경진 교수는 “해당 연구를 통해 그동안 학계에 난제로 남아 있던 파킨슨병의 일몰증후군이 일주기 분자생체시계 교란과의 분자적 연결고리를 밝혔다는 점에서 큰 의미가 있다.”며, “특히 이번 연구에서 발견한 신규 약물은 극히 제한되어 있던 파킨슨병 정신장애 치료제 개발에 활용될 수 있을 것이다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 DGIST 뇌과학과 김정아 박사, 박인아 박사과정생의 주도로 수행됐으며 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴로테라퓨틱스 (Neurotherapeutics)’ 온라인판에 3월 23일 게재됐다. 또한, 과학기술정보통신부과 한국연구재단의 ‘중견연구지원사업’과 ‘기초연구지원사업’의 지원을 받아 수행됐다.