동의보감에 기록된 동물성 약재인 선퇴(매미허물) 추출물의 파킨슨병 개선 효과와 작용기전을 규명한 연구결과가 발표됐다.
한국한의학연구원(원장 김종열, KIOM, www.kiom.re.kr, 이하 한의학연)은 한약자원연구센터 박건혁 박사 연구팀이 선퇴 추출물의 파킨슨병 억제 효과를 세포 및 동물실험으로 확인하고 작용기전을 과학적으로 규명했다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지‘산화의학과 세포수명(Oxidative Medicine and Cellular Longevity)’ 최신호에 게재됐다.
파킨슨병은 대표적인 신경퇴행성 질환으로 신체 떨림 및 경직, 느린 운동, 자세 불안정 등의 증상을 동반하며 60세 이상 인구에서 발병률이 높다.
연구팀은 파킨슨병 치료 물질을 찾고자 동의보감에 기록돼 있는 약용곤충에 주목했다. 그 중 경련·경직에 대한 효능*이 기술된 약재인 선퇴를 선정하고 세포 및 동물 실험을 통해 파킨슨병 치료 효능과 기전을 과학적으로 확인했다.
- *동의보감 탕액편 중 매미허물이 ‘소아의 간질 및 말을 못하는 것을 다스린다.(主小兒癎, 及不能言)’고 소개하며 경련과 경직 관련 효능을 설명하고 있다.
파킨슨병은 중뇌 흑질(黑質)*에 분포하는 도파민 분비 신경세포(이하 뉴런)의 사멸로 인해 발생한다. 기존 연구에서 유전자 활성 단백질의 일종인 널원(Nurr1)**의 결핍이 발생할 때 뉴런이 사멸된다고 알려져있다. 이에 연구팀은 선퇴 추출물의 널원(Nurr1) 활성 증대 효능에 중점을 두고 실험을 수행했다.
- *흑질(黑質): 기저핵을 구성하는 요소로 중뇌에 위치하며 흑질에 있는 뉴런은 도파민성 신경섬유를 내보낸다.
- **널원(Nurr1): 도파민 관련 유전자를 활성화하는 단백질의 일종. 기존 연구를 통해 널원 수치에 따라 파킨슨병이 유발 또는 개선된다는 사실이 밝혀졌다(A). 박건혁 박사 연구팀은 2002년 이후 파킨슨병과 관련된 단백체 키워드를 분석한 결과 널원(Nurr1)이 파킨슨병과의 높은 상관성을 지닌다는 사실을 확인하기도 했다.(Nuclear receptor Nurr1 agonists enhance its dual functions and improve behavioral deficits in an animal model of Parkinson’s disease, 2015.7.)
연구팀은 MPTP*를 투여해 파킨슨병을 유도한 실험쥐에게 선퇴 추출물을 5일간 경구투여하며 개선효과를 관찰했다.
- *MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine): 체내 투여 시 도파민세포만을 특징적으로 손상시켜, 파킨슨병과 유사한 운동성 장애를 보이게 한다고 알려져 있다.
먼저 선퇴 추출물의 파킨슨병 운동장애 개선 효과를 알아보기 위해 로타로드(Rotarod)실험*과 폴(Pole)실험**을 수행했다. 실험결과 대조군에 비해 선퇴 추출물을 투여한 실험군의 운동기능이 로타토드 실험에서는 약 4배, 폴 실험에서는 약 2배 이상 향상됐다. 대표적 파킨슨병 치료물질인 로피니롤(Ropinirole)***을 투여한 양성 대조군에 비해서도 더 나은 효능을 보였다.
- *로타로드(Rotarod)실험: 회전봉에서 실험쥐의 움직임을 관찰하고 떨어지지 않고 운동을 지속할 때까지의 시간을 측정하는 행동실험
- **폴(Pole)실험: 기둥위에 놓인 실험쥐가 바닥까지 내려오는 시간을 측정하는 행동실험(빠르게 내려올수록 운동이 개선된 것으로 판단)
- ***로피니롤(Ropinirole): 대표적인 도파민 D2 작용제로 파킨슨병이나 하지 불안 증후군 등의 질환을 치료하기 위해 사용되는 약물로 극도의 졸음 발생, 항고혈압약 및 항부정맥약과 병용투여 시 저혈압, 부정맥 등의 부작용을 유발할 수 있다.
또한 선퇴 추출물은 파킨슨병 유발물질인 MPTP로 인해 6.47nmol/mL까지 감소된 도파민 수치를 3배 가량(17.65nmol/mL) 증가시켜 정상수준으로 회복시켰다. 또 도파민 생성의 주요 역할을 하는 널원(Nurr1)의 양을 측정한 결과 대조군보다 실험군에서 2배 이상 생성되는 것을 확인했다.
추가적으로 연구팀은 치료기전을 밝히고자 사이렌싱 RNA(siRNA)*처리로 널원(Nurr1)의 유전자 활성 기능을 제거한 세포에서도 선퇴 추출물의 치료 효능이 나타나는지 살펴봤다. 그 결과 널원(Nurr1)의 기능을 상실한 세포에서는 선퇴 추출물을 투여해도 치료 효능이 나타나지 않음을 밝혔다. 즉 선퇴 추출물이 널원(Nurr1)을 활성화해 파킨슨병을 개선한다는 치료기전을 확인했다.
- *사이렌싱 RNA(siRNA): 특정 RNA의 특이적인 절단·분해를 유도하는 RNA로 특정한 유전자의 발현을 저해할 수 있다.
연구책임자 박건혁 박사는 “파킨슨병을 포함한 뇌신경계 퇴행성 질환에 대해 곤충자원 활용한 예방 및 치료연구를 더욱 확대하고자 노력할 것”이라고 밝혔다.
또한, 한의학연 김종열 원장은“동의보감 충부편에도 기재돼 있는 곤충류는 잠재적 가치가 매우 큰 한약자원”이라며 “지속적인 후속 연구로 다양한 한약자원의 상용화를 위한 기반을 구축할 것”이라고 말했다.
한편, 한의학연 한약자원연구센터(센터장 문병철)은 ‘동의보감 충부약재 활용기반 구축’과제를 수행하며 동의보감에 수록된 동물성 약재의 통합정보체계 구축 및 유효성·안전성 등 과학적 규명에 힘쓰고 있다./ (자료=한국한의학연구원)
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