제2형 당뇨병 치료제로 널리 쓰이는 메트포르민(metformin)이 뇌졸중과 알츠하이머병을 포함해서 뇌세포를 손상시키거나 퇴행시키는 질환을 치료하는 데 유용할 수 있다는 연구 결과가 나와 주목을 끌고 있다.
이번에 나온 동물연구들은 메트포르민이 신경발생을 촉진시키고 해마(hippocampus)와 관련된 공간기억 형성을 향상시키는 주요 경로를 활성화시킨다는 사실을 보여주었다. 또한 이 약물은 사람의 신경 전구세포에도 유사한 활성을 가지고 있어, 사람의 뇌에서도 신경발생을 향상시킬 가능성이 있는 것으로 보고됐다.
캐나다 토론토대학교 소속 연구팀은 이러한 결과들이 사람의 신경계 질환에 대한 치료 전략의 기반을 제공할 수 있을 것이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 Cell Stem Cell 온라인판 7월 5일자에 게재됐다.
연구팀의 프레다 D. 밀러 박사는 “이번 연구 결과가 보여주는 것은 아주 널리 쓰이는 안전한 약물이 적어도 설치류 동물에서 내인성 신경 줄기세포를 동원하여 새로운 신경세포의 발생을 촉진시키며, 사람에서도 유사한 효과가 있는가를 연구할 수 있는 기회를 주고 있다는 것”이라고 밝혔다.
연구팀은 신경 줄기세포가 손상됐거나 퇴행하고 있는 뇌의 복구에 일정한 역할을 하며, 성인의 신경 줄기세포가 새로운 치료 전략을 제공할 수도 있다는 증거들이 쌓여가고 있다고 설명했다. 그에 따르면 일부 연구들은 성장인자들을 사용해서 줄기세포를 동원하고자 했으나, 이러한 접근은 성공하지 못하고 있다. 신경계에 줄기세포를 전달하는 데 어려움이 있기 때문이다.
성장인자에 대한 대안은 관련 신호전달 경로를 규명함으로써 줄기세포의 재생이나 분화를 촉진시키는 소분자 물질이다. 지금까지 연구들은 CREB 결합 단백질(CBP)이 배아의 신경 전구세포 발생을 최대화하며, 이 단백질이 비정형 단백질 키나제C(aPKC)에 의해서 활성화된다는 것을 보여주었다.
간세포에서 aPKC-CBP 경로는 메트포르민에 의해서 활성화되는데, 이런 사실은 이 약물이 신경 줄기세포에서 aPKC를 활성화시켜 성인 신경 전구세포를 동원하여 신경 기능을 향상시킬 수 있음을 시사하고 있다.
연구팀은 “따라서 메트포르민은 약리학적으로 성인 뇌의 신경 줄기세포 동원에 쓸 수 있는 후보 약물이며, 이러한 전략은 손상됐거나 퇴행하는 신경계에 치료적 가치가 될 수 있다”고 주장했다.
밀러 박사팀이 시행한 일련의 실험들은 대조 약물을 투여한 생쥐에 비해 메트포르민을 투여한 생쥐가 해마에 새로운 신경세포를 1/3 이상 더 많이 가지고 있으며, 줄기세포에 의해 생성된 새로운 신경세포 수가 거의 2배에 달하고 있음을 보여주었다.
또 공간 학습 능력을 보여주는 미로 검사(maze test)에서도 메트포르민 200mg/kg을 투여한 생쥐는 생리식염수를 투여한 생쥐에 비해 물속 승강구(submerged platform) 위치를 학습하는 능력이 유의하게 더 우수함을 보여주었다.
또한 연구팀은 메트포르민이 사람의 신경 줄기세포로부터 신경발생을 촉진시킬 수 있음을 보여주는 실험들을 시행했다.
연구팀은 “알츠하이머병 초기 단계에 있는 환자들에서 메트포르민 사용에 대한 관심이 커지고 있다”면서 “그런 환자 중에서 당뇨병을 가진 사람이 늘고 있고, 고인슐린혈증이 신경퇴행의 발생과 진행을 촉진시킬 수 있기 때문”이라고 밝혔다.
