박히준 경희대 한의대 교수와 남민호 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사 공동 연구팀이 파킨슨병 모델에서 침치료의 효과를 설명하는 새로운 신경회로 메커니즘을 규명했다. 뇌신경회로를 중심으로 침 치료의 기전을 신경과학적으로 밝혀낸 것은 세계 최초의 사례다. 

이번 연구는 ‘Central Role of Hypothalamic Circuits for Acupuntutre’s Anti-Parkinsonian Effects’라는 제목으로 융합과학 분야의 세계적 학술지인 ‘Advanced Science’(IF: 14.3)에 게재됐다. 

파킨슨병은 안정 시의 떨림, 경직, 서동 보행장애 등 특이적 운동이상이 나타나는 질환이다. 운동 증상 외에도 기억력 저하 등의 비운동 증상으로 심각한 삶의 질 저하를 겪는다. 한의학 임상에서 파킨슨병 환자에 대한 침치료는 흔하게 시행되지만 명확한 과학적 메커니즘이 밝혀진 바 없었다.

파킨슨병 침치료의 분자 신경과학 메커니즘 모식도

운동 관련 질환 개선을 위한 침치료는 주로 ‘양릉천’(GB34, 무릎 아래 족양명담경의 경혈)을 자극한다. 연구팀은 파킨슨병 생쥐 모델에서 양릉천 자극이 운동기능과 인지기능의 동시 회복에 효과적임을 확인했다. 나아가 시상하부의 멜라닌응집호르몬(Melanin-concentrating hormone, MCH) 분비 신경세포를 중심으로 신경 회로 수준의 메커니즘을 제시했다.

연구팀은 다양한 신경과학 실험을 설계·시행해 양릉천 침자극에 의한 치료 효과가 감각신경전달을 통해 시상하부의 MCH 신경세포가 활성화된 결과임을 확인했다. 연구 결과 MCH 신경세포가 최소 두 군집으로 나뉘며 각각 중뇌 흑질과 해마로 축삭돌기를 뻗어 신호를 전달함을 확인했다. 중뇌 흑질 치밀부(SNpc)로 뻗는 MCH 신경세포에서 분비되는 MCH는 MCH 수용체(Melanin-concentrating hormone receptor 1, MCHR1)에 붙어 도파민 신경세포를 보호해 파킨슨병의 운동증상이 회복됐다. 

침자극에 의해 해마(hippocampus, HPC)로 뻗는 MCH 신경세포도 활성화됐는데, 해마에서 분비되는 MCH는 시냅스 가소성을 증진해 기억력을 회복시켰다.

침에 의한 운동 및 비운동 기능 개선 효과는 침치료 외에도 화학유전학적으로 MCH 신경세포를 활성화시킬 때도 동일하게 재현됐다. 이를 활용하면 새로운 치료 기술의 개발도 가능할 것으로 기대된다.

남민호 박사는 “연구를 통해 중뇌 흑질과 해마로 뻗는 MCH 신경경로가 각각 존재함을 규명했다. 또 침치료에 의해 활성화되는 각각의 MCH 신경경로에 의해 운동기능과 인지기능의 동시 회복을 유도할 수 있음도 확인했다”며 “세계 최초로 파킨슨병에서 침치료의 분자, 세포, 회로 수준의 메커니즘을 확인한 데 의의가 있다”고 밝혔다.

박히준 교수는 “이번 연구는 한의학의 전통이론인 침치료(경혈)의 다기능 조절 원리를 최신 신경과학적 지식을 이용해 규명했다는 점과 파킨슨병의 운동 및 비운동 증상을 동시에 조절하는 새로운 타깃을 발굴한 점에 의의가 있다”며 “파킨슨병 치료법 개발로 연계가 가능할 것”이라고 전망했다.