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L-DOPA 파킨슨 질환 치료시 나타나는 합병증의 원인 규명

게시일 2015-10-05 08:47  |  최종수정 2015-10-05 08:47

파킨슨 질환 치료 시에 합병증이 왜 나타나는지에 관한 연구 결과가 저널 Neuron에 게재되었다.

연구진은 파킨슨 질환의 가장 효과적인 치료에 사용되는 L-DOPA (levodopa)를 장기간 사용할 경우 파킨슨 질환 그 자체로 인한 쇠약뿐만 아니라 부작용으로 왜 운동 이상에 문제가 생기는지를 발견하였다.

파킨슨 질환의 마우스 모델의 신경 세포를 조작하는 새로운 방법을 사용하여 컬럼비아 대학 의료 센터(Columbia University Medical Center, CUMC) 연구진은 스트리아토니그랄 신경 세포 (striatonigral neuron)가 억제 신경 전달 물질인 GABA에 덜 반응할 경우 운동 이상증(dyskinesias)이 발생한다는 것을 발견하였다. 따라서 이러한 운동 이상의 부작용을 방지하거나 지연시킬 수 있는 신경 세포를 조절할 수 있을 것임을 제시하고 있다. 본 논문은 최근 저널 Neuron 온라인 판에 게재되었다.
파킨슨 질환은 진행성 신경 퇴행성 장애로 뇌의 특정 부위의 세포가 죽기 때문에 발생한다. 이 특정 부위는 도파민이라는 신경 전달 물질이 생성되는 곳으로 도파민이 결핍될 경우 신경 세포는 비정상적으로 타버리며 결국 운동 제어에 문제가 생긴다.

"파킨슨 질환은 완치되지는 않지만 L-DOPA로 치료할 수 있는데 이 물질은 뇌에서 도파민으로 전환된다. 그러나 L-DOPA를 복용한 환자가 정상적으로 움직이고 있지만 많은 경우 결국 통제되지 않는 과도한 운동을 일으킨다"고 CUMC의 신경 정신과 및 약리학 교수이자 뉴욕주립 정신의학 연구소의 연구자이며 이번 연구를 주도한 David L. Sulzer 박사가 말했다. 파킨슨 질환은 미국에서 약 백만 명과 전세계적으로 1천만 명까지 영향을 미치는 것으로 추정된다.

파킨슨 질환의 운동 장애 원인에 대한 대부분의 연구는 주로 뇌에 남아있는 도파민 수용체에 주목해왔지만 CUMC 연구진은 어떻게 신경 세포가 도파민이 없을 경우에 운동을 조절하는지를 조사하고자 하였다. "도파민 신경 세포는 기저핵을 조절한다. 이러한 회로는 파킨슨 질환 환자에서 여전히 작동하기 때문에 회로의 다른 부분이 이 질환에서 비정상적으로 작동하는 것으로 오랜 시간 추정하고 있었다"고 Sulzer 연구실의 박사 후 연구원인 Anders Borgkvist가 설명했다.

그러나 기저핵의 선택적인 부분을 자극하여 도파민이 더 이상 존재하지 않을 때 어떤 일이 발생하는지를 평가할 수 있는 방법이 없었다. CUMC 연구진은 새로운 형태의 광유전학(optogenetics)이라는 기술로 유전적으로 빛에 민감한 신경 세포를 조절하기 위해 빛을 사용하는 방법을 사용하여 오랜 기간 동안 도파민이 없는 경우 이들 신경 세포가 신경 전달 물질인 GABA에 반응하는 능력을 상실한다는 것을 발견하였다. 이러한 효과는 단 기간의 도파민 손실에서는 관찰되지 않았다.

"이들 신경 세포가 정상적으로 작동할 때 그들은 기저핵에 브레이크와 같은 역할을 수행하여 원치 않는 운동을 효과적으로 차단할 수 있다. 그러나 파킨슨 질환에서처럼 도파민이 없을 때 이들 신경 세포는 이것을 보완하고자 하며 결국 GABA에 대한 반응성을 상실하게 된다. 우리는 L-DOPA가 시스템에 첨가되었을 때 원치 않는 이동을 차단하는 능력을 상실한다고 가정하였다"고 Sulzer 박사가 말했다.

"우리의 결과에 의하면 GABA와 GABA 수용체는 여전히 이들 신경 세포에 존재하는 것으로 보인다. 따라서 왜 이들이 제 기능을 하지 않는지에 대한 의문이 생긴다. 우리와 다른 연구실은 결국 답을 찾을 것이라고 생각한다. 어떤 경우에도 이러한 결함은 수정이 가능하며 운동 장애를 방지하거나 최소한 지연시켜 환자들이 계속해서 L-DOPA를 사용할 수 있을 것으로 생각한다"고 Borgkvist가 말했다.

"환자들은 파킨슨 질환 초기 단계에서는 이러한 운동 장애로 발전하지 않지만 몇 년 후에 이 장애가 나타난다. 이들 환자가 초기 L-DOPA 치료를 지연시키고 싶은지에 대한 주요 원인은 운동 장애를 가능한 피하고 싶기 때문이다. 이번 새로운 발견은 운동 장애를 치료하거나 방지할 수 있는 방법을 고려할 수 있다. 이 치료법이 발견된다면 환자들은 아마 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것"이라고 Stanley Fahn 박사가 말했다.

Sulzer 박사는 과학자들이 파킨슨 질환 관련 운동 장애에 기여하는 이들 특정 신경 세포 외에도 다른 기전을 규명할 것으로 생각하고 있다.

사진. 최근 연구에서 컬럼비아 연구진은 운동 장애가 파킨슨 질환 환자에서 왜 일어나는지를 조사하였고 기저핵에서 GABA 시냅스의 기능 변화 때문이라는 것을 발견하였다. 그림에서 녹색은 그 경로를 보여주고 있다.

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?is_cd_2_s=01&issue_no_s=3&record_no=257957&cont_cd=GT&is_cd_1=IS01&is_cd_2=01&is_cd_3=3

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