노화된 뇌 청소: 과학자들이 뇌의 쓰레기 처리 시스템을 복원하다

알츠하이머병, 파킨슨병 및 기타 신경 장애는 뇌가 유해한 폐기물을 제거하기 위해 고군분투하는 "더러운 뇌" 질환으로 볼 수 있습니다. 노화는 주요 위험 요소입니다. 나이가 들수록 독성 물질을 제거하는 뇌의 능력이 저하되기 때문입니다. 그러나 쥐를 대상으로 한 새로운 연구에서는 노화와 관련된 영향을 역전시키고 뇌의 노폐물 제거 과정을 복원하는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다.

"이 연구는 경추 림프관 기능을 회복하면 노화와 관련된 뇌의 노폐물 제거 속도가 느려지는 것을 실질적으로 구제할 수 있다는 것을 보여줍니다."라고 로체스터 대학교 하짐 공과대학 및 응용과학 대학의 기계 공학과 교수인 Douglas Kelley 박사는 말했습니다. "게다가 이는 이미 임상적으로 사용되고 있는 약물을 통해 달성되었으며 잠재적인 치료 전략을 제공합니다."

2012년 Nedergaard와 그녀의 동료들이 처음으로 설명한 글림프 시스템은 뇌척수액(CSF)을 사용하여 정상적인 활동 중에 에너지가 부족한 뉴런과 뇌의 다른 세포에서 생성된 과도한 단백질을 씻어내는 뇌의 독특한 폐기물 제거 과정입니다. 이 발견은 알츠하이머병(베타 아밀로이드 및 타우) 및 파킨슨병(알파-시누클레인)과 같이 뇌의 단백질 폐기물 축적과 일반적으로 관련된 질병을 치료하기 위한 잠재적인 새로운 접근법의 길을 제시했습니다. 건강하고 젊은 뇌에서는 글림프 시스템이 이러한 독성 단백질을 제거하는 역할을 훌륭하게 수행하지만, 나이가 들면서 이 시스템이 느려지고 이러한 질병이 발생할 수 있는 단계가 설정됩니다.

작은 펌프 네트워크가 뇌에서 노폐물을 끌어옵니다

일단 단백질 노폐물이 쌓이면 두개골의 뇌척수액은 림프계와 궁극적으로 신장으로 이동해야 하며, 그곳에서 신체의 다른 노폐물과 함께 처리됩니다. 새로운 연구는 고급 이미징과 입자 추적 기술을 결합하여 더러운 CSF의 절반이 뇌에서 빠져나가는 목의 경부 림프관을 통과하는 경로를 처음으로 자세히 설명합니다.

CSF의 흐름을 측정하는 것 외에도 연구원들은 CSF를 뇌 밖으로 끌어내는 데 도움이 되는 목의 림프관 박동을 관찰하고 기록할 수 있었습니다. Kelley는 "하나의 큰 펌프가 있는 심혈관 시스템과 달리 림프계의 심장과 체액은 대신 작은 펌프 네트워크에 의해 운반됩니다."라고 말했습니다. 림프관이라고 불리는 이 미세한 펌프에는 역류를 방지하는 밸브가 있으며 서로 연결되어 림프관을 형성합니다.

연구자들은 생쥐가 나이가 들수록 수축 빈도가 감소하고 판막이 손상된다는 사실을 발견했습니다. 그 결과, 나이든 쥐의 뇌에서 더러운 CSF가 흘러나오는 속도는 어린 쥐에 비해 63% 느렸습니다.

알려진 약물이 뇌 청소액의 흐름을 다시 시작합니다.

그런 다음 팀은 림프관을 되살릴 수 있는지 알아보기 시작했고 프로스타글란딘 F2α라는 약물을 확인했습니다. 프로스타글란딘 F2α는 일반적으로 의학적으로 진통을 유도하기 위해 사용되며 평활근 수축을 돕는 것으로 알려진 호르몬 유사 화합물입니다. 림프관에는 평활근 세포가 늘어서 있으며, 연구자들이 나이가 많은 쥐의 경부 림프관에 약물을 적용했을 때 수축 빈도와 뇌에서 더러운 뇌척수액의 흐름이 모두 증가하여 어린 쥐의 효율성 수준으로 돌아왔습니다.

Kelley는 "이러한 혈관은 피부 표면 근처에 편리하게 위치해 있으며, 이것이 중요하다는 것을 알고 있으며 이제 기능을 가속화하는 방법도 알고 있습니다."라고 말했습니다. "아마도 다른 개입과 결합된 이 접근법이 어떻게 이러한 질병에 대한 미래 치료법의 기초가 될 수 있는지 알 수 있습니다."

이 연구에 추가로 기여한 사람으로는 첫 번째 저자인 Ting Du, Aditya Raghunandan, Humberto Mestre, Virginia Plá, Guojun Liu, Antonio Ladrón-de-Guevara, Evan Newbold, Paul Tobin, Daniel Gahn-Martinez, Saurav Pattanayak, Qinwen Huang 등이 있습니다. 로체스터 대학의 Weiguo Peng. 이 연구는 국립 신경 장애 및 뇌졸중 연구소, Lundbeck 재단, Novo Nordisk 재단, 인간 프론티어 과학 프로그램, Miriam 및 Sheldon G. Adelson 의학 연구 재단, Simons 재단, EU 공동 프로그램의 자금 지원으로 지원되었습니다. - 신경퇴행성 질환 연구, 미 육군 연구실, 국립 보완 및 통합 건강 센터, BRAIN 이니셔티브.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240815124156.htm