조중현 아주대학교 의과대학 약리학교실 교수팀이 파킨슨병 연구와 신약 개발에 활용할 수 있는 새로운 뇌 모델을 세계 최초로 개발했다.
연구팀은 인간 전분화능 줄기세포에서 중뇌 오가노이드와 선조체 오가노이드를 제작한 뒤 이를 융합해 ‘인간 중뇌-선조체 어셈블로이드(hSMA)’를 확립했다. 이 모델은 실제 뇌처럼 도파민 신경세포와 GABA 신경세포가 시냅스를 형성하고 전기 신호를 주고받는 과정을 그대로 구현했다.
특히 파킨슨병의 원인 단백질로 알려진 알파-시누클레인을 과발현시킨 조건에서 환자 뇌에서 나타나는 주요 병리 현상들이 동일하게 재현됐다. 신경세포 소실, 단백질 응집, 루이소체 유사 구조 형성이 관찰된 것이다. 전사체 분석 결과 역시 파킨슨병 환자 뇌와 유사한 유전자 발현 변화를 보여, 단순 모사가 아닌 분자 수준의 병리 기전을 충실히 반영한다는 점이 입증됐다.
연구팀은 이 모델을 활용해 단백질 응집 억제제(Anle138b)와 자가포식 유도제(rapamycin)를 적용한 결과, 병리적 단백질 축적이 뚜렷하게 줄어드는 효과도 확인했다. 단순히 질환을 재현하는 데 그치지 않고 신약 후보 물질의 효능 검증과 작용 기전 규명까지 가능함을 보여준 것이다.
이번 성과는 파킨슨병의 발병 과정을 이해하고 새로운 치료 전략을 모색하는 데 중요한 연구 기반이 될 것으로 평가된다.
연구팀은 “hSMA를 활용해 파킨슨병뿐 아니라 다양한 신경질환 연구로까지 확장할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.
