통증 조절하는 뇌 특정 단백질 있다

국내 연구팀, 통증 조절 진통제 개발 가능성 제시

▲노란색으로 표시된 부분은 생쥐뇌의 시상 내 시상 전달핵위 위치를 표시한 것이다. 이 부분에 있는 시상신경세포에서 발현되는 칼슘의존성 음이온 채널(CACC)인 ANO2가 활성화돼 음이온이 안으로 들어오면 막전압 분극이 더 커지면서 신호자가억제(spike frequency adaptation)가 일어난다. 이러한 음이온의 발현이 방해될 때 신호자가억제가 일어나지 않아 시상신경세포의 신호가 지속적으로 전달된다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 통증을 조절하는 뇌의 특정 단백질을 찾아냈다.

연구팀은 칼슘의존성 음이온 채널인 '아녹타민(Anoctamin)-2'가 뇌에서 발현되고 뇌에서 통증을 인지하고 조절한다는 새로운 사실을 알아내 통증 치료의 새로운 가능성을 열었다.

통증은 위험으로부터 몸을 보호하기 위해 반드시 필요한 감각이다. 과도한 통증 반응이나 제어 불가능한 통증은 일상생활에 지장을 주는 불편한 감각이 될 수 있다. 2010년 만성 통증 환자가 220만 명(건강보험공단 통계자료)을 넘었다. 제 때 치료하지 않으면 통증을 유발하지 않는 자극에도 통증을 느끼게 되는 악성 통증으로 발전할 가능성이 있다.

연구팀은 시상신경세포가 감각정보를 지속적으로 전달하는 것을 억제하는 음이온채널의 존재와 그 메커니즘을 밝혀냈다. 중추신경계인 뇌에서 칼슘 의존성 음이온채널의 발현이나 기능이 기존 연구에서는 거의 알려져 있지 않았다. 이번 연구를 통해 시상신경세포 신경 세포가 지나치게 활성화 되면 칼슘 의존성 음이온채널인 아녹타민(Anoctamin)-2(이하 ANO2)가 열리면서 활성을 억제하는 것을 발견한 것이다.

시상신경세포가 지나치게 활성화되면 ANO2채널이 감각정보 전달을 효과적으로 줄여준다는 것을 최초로 밝혔다. 정상적 시상신경세포에서는 지속적으로 신경 세포를 활성화시켰을 때 신호자가조절(spike-frequency adaptation) 현상이 나타난다. ANO2의 발현을 억제한 시상신경세포에서는 이러한 신호자가조절이 없어져 전기신호를 지속적으로 보내는 것을 관찰했다. 이는 ANO2가 신경 세포의 지속적 활성화를 억제하는데 관여함을 의미한다. 신호자가조절이란 신경세포의 지나친 활성을 스스로 억제하는 현상으로 이를 통해 효과적 신경세포 활성이 가능하다.

동물 실험에서 ANO2 발현이 억제된 생쥐의 경우 정상 생쥐와 비교했을 때 통증 반응이 지속적이고 빈번하게 나타났다. ANO2 발현 억제에 의해 발생하는 신경 세포의 과활성화가 대뇌 피질로 감각 정보를 지나치게 전달해 통증 반응이 지속되도록 하는 효과를 유도함을 규명했다.

그 동안 알려져 있지 않았던 칼슘-의존성 음이온 채널이 중추신경계의 신경세포 신호 전달을 조절하는 새로운 메커니즘을 밝혔다는 측면에서 이번 연구는 의미가 있다. ANO2채널의 작용을 조절함으로써 시상신경세포의 과도한 활성화뿐 아니라 지속적 통증에 의한 행동 반응을 조절할 수 있다.

이번 연구는 정은지 연세대 교수 연구팀이 수행했다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 12월 19일자(논문명 : The Ca2+-activated chloride channel anoctamin-2 mediates spike-frequency adaptation and regulates sensory transmission in thalamocortical neurons)에 실렸다.

정 교수는 "뇌의 정상적인 감각 정보전달을 저해하지 않으면서 지속적이고 과도한 활성에 의한 통증 정보 전달을 차단하는 메커니즘을 밝힌 것"이라며 "기존의 통증 치료가 효과가 없던 지속적 통증의 조절을 위한 초석이 될 것으로 기대된다"고 말했다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr