세포의 발전소 기능을 하는 미토콘드리아에 이상이 생기면 여러 가지 질병을 유발할 수 있다.

특히 미토콘드리아는 뉴런(신경세포)의 정상 기능과 생존에 중요하다고 여겨진다. 최근엔 알츠하이머병, 파킨슨병 등 다양한 신경퇴행성 질환에 작용하는 요인으로 미토콘드리아 손상을 지목하는 과학자들이 늘고 있다.

신경퇴행성 질환에 나타나는 스트레스 요인들로부터 뉴런과 그 안의 미토콘드리아를 보호하는 일군의 화합물을 미국 스크립스 연구소 과학자들이 발견했다.

미국 캘리포니아주 라호야에 위치한 이 연구소는 세계 최대 규모의 비영리 민간 생의학연구소로 평가된다.

이 연구소의 로널드 데이비스 신경학 교수팀은 8일(현지시간) 관련 논문을 저널 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 발표하고, 온라인(www.eurekalert.org)에는 논문 개요를 공개했다.

연구진은 자체 개발한 첨단 검사 시스템으로 2400여 종의 화합물이 등록된 ‘데이터 패키지’를 뒤져 미토콘드리아 보호 작용이 강력하고 광범위한 10여 종을 가려냈다.

이 중에는 국소마취제로 쓰이고, 빨아 먹는 인후염약에도 들어가는 염산다이클로린(dyclonine)이 포함됐다.

배양한 생쥐의 뉴런에 실험한 결과, 염산다이클로린은 글루탐산과 과산화물 독성으로부터 뉴런을 보호하는 작용을 했다. 또한 뉴런 시냅스(연접부)의 활성도를 높이고 미토콘드리아의 에너지 생성량도 늘렸다.

연구진은 복수의 신약 개발을 최종 목표로 정하고, 알츠하이머병이나 루게릭병(근 위축성 측면 경화증) 등이 생기게 조작한 생쥐 모델에 이들 화합물을 시험하고 있다.

데이비스 교수는 “미토콘드리아의 기능 이상은 많은 신경퇴행성 질환의 공통적 특징인데, 뉴런을 살리려면 반드시 이것부터 고쳐야 한다”라면서 “미토콘드리아 보호 작용을 하는 화합물을 찾아내는 게 신경퇴행성 질환을 극복하는 지름길이라고 확신한다”라고 말했다.

데이비스 교수팀이 개발한 검색 시스템은 정교한 현미경에 반자동 이미지 분석 기술을 결합한 것이다. 연구팀은 이 시스템을 활용해, 미토콘드리아 수, 형태 등 뉴런의 건강 지표를 화합물 투여 전후에 신속히 기록할 수 있다.

데이비스 교수는 “염산다이클로린 같은 국소마취제가 뉴런의 미토콘드리아에 이런 작용을 하는 이유는 아직 모른다”라면서 “하지만 새로 찾아낸 화합물들을 신경 질환별로 동물에 실험해 보면 좋은 결과가 나올 것으로 기대한다”라고 말했다.