생쥐 실험에서 마사지하듯 얼굴 부위를 자극하면 노폐물이 포함된 뇌척수액 배출량을 늘릴 수 있는 것으로 나타났다. 픽사베이
얼굴을 마사지하듯 물리적으로 자극하는 것만으로도 뇌 속에 쌓인 노폐물 배출이 촉진될 수 있는 것으로 확인됐다. 이 방법을 적절히 활용할 경우 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 신경퇴행성 뇌 질환 예방에도 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
고규영 카이스트 의과학대학원 교수가 이끄는 한국기초과학연구원 혈관연구단은 생쥐 실험을 통해 뇌 속 노폐물이 눈·코 옆쪽 얼굴 피부 아래의 림프관과 턱밑샘 림프절로 이어지는 경로를 통해 배출된다는 사실을 발견해 국제학술지 네이처에 발표했다.
연구진은 또 이 배출 경로에 정밀한 물리적 자극을 가하면 뇌척수액 배출을 두세배 가량 늘릴 수 있다는 사실도 확인했다. 연구진은 이는 뇌 노폐물을 청소하는 안전한 비침습적 방법이 될 수 있다고 밝혔다.
우리 몸의 여러 장기에서는 대사 과정을 통해 이산화탄소, 물, 암모니아, 요산 등 다양한 종류의 노폐물이 생성된다. 이 노폐물은 혈액을 통해 신장, 폐, 간, 피부 등의 배설 기관으로 운반돼 몸 밖으로 배출된다.
뇌에서 생성되는 베타 아밀로이드, 타우 단백질 등의 독성 노폐물은 어떤 경로를 밟을까? 뇌의 노폐물은 우선 뇌 혈관 주변을 따라 흐르는 뇌척수액을 통해 수거된다. 뇌척수액을 통해 중추신경계 밖으로 배출된 노폐눌은 목 부위 림프관으로 합류하거나 혈액으로 들어간 뒤 간을 거쳐 몸 밖으로 빠져나간다.
그러나 나이가 들면 뇌척수액의 노폐물 배출 능력이 급격히 떨어진다. 이 노폐물이 배출되지 않고 뇌 속에 쌓이면 신경세포가 손상돼 인지기능이 떨어지고, 치매 등의 신경퇴행성 질환 위험이 높아지게 된다.
앞서 연구진은 뇌척수액이 뇌 아래쪽 뇌막 림프관과 코 뒤쪽(비인두) 림프관을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 배출되고, 노화로 인해 림프관이 퇴화하면 뇌척수액이 배출 기능이 떨어진다는 걸 밝혀낸 바 있다. 온몸에 퍼져 있는 림프관은 노폐물, 세포, 대사산물 등을 운반하는 수송로, 림프절은 중간중간에서 유해물질 등을 걸러내는 필터 역할을 한다. 당시 연구진은 코 뒤쪽 림프관과 림프절을 이어주는 목 림프관에 약물을 투여해 근육세포를 조절하면 뇌척수액 배출을 촉진시킬 수 있다는 것도 알아냈다. 그러나 이 림프관은 목 깊숙한 곳에 있어 실제로 이 방법을 활용하기는 어려웠다.
연구진은 이번 생쥐 실험에서 피부에 좀 더 가까운 배출 경로를 새롭게 알아냈다. 뇌척수액에 형광 염료를 넣어 살펴본 결과, 뇌척수액이 눈 주위와 코 안쪽, 입천장 림프관을 통해 눈, 코 옆쪽 얼굴 피부 아래의 림프관으로 모인 뒤 턱밑샘 림프절로 배출되는 걸 확인했다.
영장류에서 관찰된 뇌척수액 배출 림프관 분포. 지주막하강은 뇌와 척수를 둘러싸고 보호하는 세 개의 뇌막 중 두번째와 세번째 막 사이에 있는 공간을 말한다. 기초과학연구원 제공
사람 뇌의 노폐물 배출 경로도 비슷할 듯
진호경 선임연구원은 “한국생명공학연구원 국가영장류센터를 통해 이 경로가 생쥐뿐 아니라 영장류에도 존재한다는 걸 확인했다”고 말했다. 이는 사람에게도 비슷한 뇌척수액 배출 경로가 있을 가능성이 크다는 걸 시사한다.
연구진은 이어 늙은 쥐의 얼굴 피부 아래 집합림프관에 저강도의 기계적 자극을 준 결과 뇌척수액 배출량이 두세배 가량 늘어나는 걸 확인했다. 이 집합림프관은 두개골 안쪽의 뇌척수액을 바깥쪽으로 빼주는 펌프 역할을 한다. 물리적 자극을 받은 늙은 쥐의 뇌척수액 흐름은 어린 쥐의 뇌척수액 흐름과 비슷해졌다.
윤진희 선임연구원은 “고강도 자극은 오히려 역효과를 내기 때문에 자극 강도를 정밀하게 조절해야 한다”며 “이를 위해 자극의 세기를 실시간으로 정밀하게 측정하는 장비를 개발해 피부에 가하는 자극을 세밀하게 조절했다”고 말했다.
연구진은 물리적 자극으로 노폐물이 포함된 뇌 척수액 배출량을 늘릴 수 있다는 걸 확인한 만큼, 이 방법을 활용한 임상시험도 가능할 것으로 기대하고 있다.
연구를 이끈 고규영 단장은 “이번 연구는 뇌 노폐물을 청소하는 뇌척수액 배출 경로 지도를 완성한 것과 함께, 물리적 자극으로 뇌척수액 배출을 조절하는 새로운 방법을 제시했다”며 “향후 치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
그러나 스위스 베른대 스티븐 프루 교수는 과학전문지 뉴사이언티스트에 “뇌척수액 배출 증가가 실제로 뇌 노화를 늦추거나 알츠하이머병 같은 신경퇴행성 질환을 예방할 수 있는지는 아직 불분명하다”고 지적했다. 고 단장은 이와 관련해 “알츠하이머병에 걸린 생쥐를 대상으로 이를 연구할 계획”이라고 말했다.
*논문 정보
IncreasedCSFdrainagebynon-invasivemanipulationofcervicallymphatics.Nature(2025).
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09052-5