메디컬뉴스투데이(Medicalnewstoday)가 전한 보도자료에 따르면 만성적인 통증 치료방법으로는 아세트아미노펜, 이부프로펜 등과 같은 비스테로이드 항염증제와 오피오이드와 같은 마약성 진통제가 있고 침술, 바이오피드백, 전기자극, 마사지, 명상 등의 비 약물요법, 외과 수술 등이 있다.
하지만 오피오이드와 관련된 마약성 진통제의 심각한 위험은 오용과 과다복용, 중독 등의 위험성이 있어 표적 치료 옵션 개발에 대한 중대한 필요성이 요구됐다.
학술지 네이어 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)에 게재된 이번 연구는 하버드 의대 면역생물학 부교수인 이삭 치우 박사 연구팀이 진행했고, 탄저균 독소가 선택적으로 통증 뉴런을 표적으로 삼고 쥐의 통증 반응을 변화시킬 수 있다는 내용을 담고 있다.
연구팀은 쥐와 인간의 척수 신경절 감각 신경에서 RNA 범위 분석을 통해 유전자 발현을 검출하는 실험을 진행했다. 그 결과 통증 섬유들이 탄저균 독소 수용체2를 갖고 있었고 다른 중추 신경계 뉴런에서는 존재하지 않음을 확인했다.
탄저균은 보호항원(PA), 부종인자(EF), 치사인자(LF) 등 3가지 단백질을 생성하는데 보호항원과 부종인자를 함께 '에데마 독소(ET)'라고 한다.
연구팀은 이어 탄저균 치사인자(LF) 또는 에데마 독소(ET)를 척수 신경절 배양액에 투여하고 세포 내 신호 변화를 관찰했다.
세포 내 탄저균 독소의 효과를 확인한 후 연구팀은 쥐를 대상으로 실험을 진행해 통증 감각에 미치는 영향을 조사했다. 쥐에게는 척추관을 통해 보호항원이 있는 주사 혹은 없는 치사인자(LF), 부종인자(EF)를 주사했다.
그 결과 쥐에게 에데마 독소(ET)를 투여하면 심박수, 체온 또는 운동 협응에 영향을 미치지 않으면서 열, 추위 및 바늘로 찌르는 등의 통증을 감지하는 능력이 감소하는 것을 발견했다.
탄저병 독소 수용체2를 발현하지 않은 쥐를 대상으로 한 실험에서는 에데마 독소(ET)로 인한 통증 완화를 위해 수용체 존재가 필요하다는 것을 보여줬다. 에데마 독소(ET) 치료는 16시간 후 척수 신경절 배양균이나 치료를 받은 쥐에게서 세포 사멸을 일으키지 않았다.
다음으로 연구팀은 인공적으로 유도된 염증이나 신경성 통증을 가진 쥐에게 주사로 에데마 독소(ET)를 투여했다. 그 결과 연구팀은 에데마 독소(ET)가 쥐의 신경성 질환과 염증성 통증 반응까지 감소시켰다는 것을 확인했다.
이외에도 연구팀은 신경 전달에 영향을 미치는 보튤리늄 톡신과 결합된 LT를 쥐에게 투여하고 진통 효과를 측정했는데, 그 결과 보튤리눔 독소를 신경 세포로 운반하기 위한 매개체로 탄저균 독소를 사용했고 이 접근법 또한 쥐의 통증을 차단하는 것으로 나타났다.
치우 박사는 "놀랍게도 이 수용체 대부분은 중추신경계에 없었고 독소가 척수에 국부적으로 투여될 때 침해 수용성 뉴런을 선택적으로 표적화할 수 있는 기회를 제공했다"고 말했다.
이어서 그는 "우리는 또한 탄저병 독소 중 하나인 에데마 독소(ET)가 통증에 대한 여러 동물 모델에서 광범위하게 강력한 진통을 유도한다는 사실에 놀랐다. 에데마 독소(ET)에 의해 영향을 받는 생화학적 및 신호 전달 경로는 고통을 유발하는 데 관여했지만 그 반대라는 것을 발견했다"고 전했다.
다만 이번 연구의 접근방식의 안전성과 효능을 결정하기 위해서는 더 많은 동물과 인간을 대상으로 한 연구가 필요한 것으로 전해졌다.
임혜정 기자
press@healthinnews.co.kr