담배연기에 의한 뇌세포 염증 유발 기전 규명

나치1(NOTCH1), 담배연기 노출에 의한 뇌세포 손상 유발기전에 관여

뇌혈관질환 예방위해 일상생활에서 카드뮴 및 담배연기 노출 관리 필요



질병관리본부(본부장 정은경) 국립보건연구원은 27일 질병관리연구사업을 통해 카드뮴 또는 담배연기에 의해 일으키는 뇌 염증 유발기전을 규명하였다고 밝혔다.



국립보건연구원 고영호 박사팀(임현정 박사(제1저자), 박정현 박사(제1저자))은 카드뮴 또는 담배연기 추출액(Cigarette smoke extract, CSE) 노출이 나치1 (NOTCH 1)에 의한 성상세포의 염증 유발을 통해 뇌 손상을 악화시킬 수 있음을 밝혔다.



성상세포는 뇌를 구성하고 있는 3가지 주요 세포 중 하나, 혈관 벽에 돌기가 붙어 있어 신경세포에 영양분을 공급하고 세포활동을 돕는 신경교세포의 일종을 말하며, NOTCH 신호는 뇌의 발생, 생체 내에 존재하는 다양한 종류의 줄기세포의 증식, 암세포의 생성에 중요한 역할을 한다.



중금속 카드뮴은 1급 발암물질로 담배연기, 미세먼지 등 대기오염, 토양, 식수 등에 의해 노출되며, 호흡기질환, 심혈관질환, 당뇨병, 뇌졸중 등 급·만성질환을 유발하는 질환발생의 위험인자로 알려져 왔다.





흡연은 고혈압, 당뇨, 심장질환 등 고위험군 및 건강한 젊은 사람에서도 혈관손상을 가속화시키는 위험인자로 알려져 있다. 대한 뇌졸중학회 역학연구회 보고에 따르면 청장년기의 뇌졸중환자가 증가하는 추세이고, 이들에서 흡연의 기여위험도는 매우 높다.



염증은 뇌졸중 발생과 진행에 있어서 중요한 변수로, 뇌혈관의 염증을 조절하는 것은 뇌혈관질환의 예방·관리 및 치료에 매우 중요한 부분이다. 염증반응과 뇌졸중 발병이 관련 있음을 보여주는 연구는 계속되었으나, 카드뮴이나 흡연으로 인한 뇌혈관질환 발생의 구체적 기전에 대한 이해는 부족했다.



이번 연구결과는 카드뮴 또는 담배연기 추출액(CSE)에 노출된 성상세포에서 감마 세크라타제(gamma-secretase)효소 활성증가에 의해 나치(NOTCH) 신호를 활성화하여, 염증 유발인자인 프로스타글란딘(PGE2)분비를 증가시키고 뇌세포 손상을 유도함을 알아냈다. 이는 카드뮴 또는 담배추출액에 의해 유발된 염증으로 인해 뇌 손상이 악화될 수 있음을 의미한다.



이번 연구는 성상세포에서 카드뮴 및 담배연기에 의한 염증 유발기전을 NOTCH1이 매개한다는 사실을 밝혔다는데 의의가 있고, 향후 뇌졸중 등 뇌혈관질환의 예방·관리 및 치료를 위한 병리적 기전 이해를 증진시키는 자료로 활용될 전망이다.



이번 연구는 국립보건연구원 「만성병관리기술개발연구사업」지원으로 수행되었고, 2019년 2월 22일 국제학술지인 플로스 원(PLoS One)에 게재되었다.



국립보건연구원은 “일반적으로 뇌졸중은 고령의 환자에서 발생하는 질환으로 알려져 있으나 최근 젊은 뇌졸중환자가 증가하는 추세이고, 이들에서 흡연의 기여위험도는 매우 높아 뇌혈관질환 예방을 위해서는 일상생활 속에서 카드뮴 또는 담배연기 노출 수준을 줄일 수 있는 예방관리도 필요하며, “흡연 및 카드뮴 노출에 따른 뇌졸중 발생, 다양한 위험인자들과의 상관관계 분석 등의 추가적인 역학연구가 진행되고 있으며, 향후 동물실험 등을 통해 임상적 유용성을 검증하는 후속 연구가 필요하다”고 밝혔다.