좁은 혈관, 큰 충격: 뇌 노화의 새로운 혈관 메커니즘

과학자들은 생쥐를 대상으로 나이가 들면서 피질의 심층과 인접한 백질을 배출하는 희귀한 "주요 피질 세정맥"(PCV) 네트워크를 통한 혈류가 차단된다는 것을 보여주었습니다. 그 결과 심부 조직(6층과 뇌량)에 경미한 저관류가 발생하고, 미세아교세포증, 성상아교세포증, 그리고 탈수초화가 동반됩니다. 성체 동물에서 인위적으로 혈류를 감소시키면 동일한 병리가 재현되는데, 이는 이 문제가 신경의 "마모"뿐만 아니라 모세혈관-정맥 배수에도 원인이 있음을 시사합니다. 이 연구는 2025년 8월 12일 Nature Neuroscience 에 게재되었습니다.

배경

• 저관류가 주요 요인입니다. 최근의 연구들은 심부 조직의 만성 저관류가 SVD/WMH 발병의 핵심 축(염증, 산화 스트레스, BBB 장애와 함께)이라는 점에 동의합니다. 적극적인 혈압 조절은 WMH 진행을 늦추는데, 이는 문제의 혈관적 특성을 간접적으로 확인시켜 줍니다.
• 백질 노화에 대한 "정맥" 가설. 또한, 병태학적 자료를 바탕으로 심실주위 정맥 교원증과 백질변성증과의 연관성이 기술되었으며, 일부 환자에서는 MRI에서 심부 수질 정맥의 조영 증강이 관찰되었습니다. 이는 백질의 취약성이 세동맥뿐만 아니라 정맥 유출 장애와도 관련이 있을 수 있다는 가설을 낳았습니다.
• 뇌 배선의 해부학적 취약성. 짧은 연합 섬유(U-섬유)와 표층 백질이 경로의 상당 부분을 차지하며, 연령에 따라 구조와 연결성이 변화합니다. 따라서 장기적인 관류 부전은 특히 민감하게 반응합니다.
• 본 연구 이전에는 부족했던 점. 노화 과정에서 백질의 신경교증과 탈수초화를 유발하는 것이 바로 모세혈관-정맥 배액의 병목 현상(동맥 요인뿐만 아니라)이라는 직접적인 생체 내 증거는 거의 없었습니다. 이번 연구는 이러한 간극을 메웁니다. 저자들은 생쥐를 대상으로 피질 심층과 인접 백질의 모세혈관-정맥 네트워크가 선택적으로 "축소"되어 만성적인 저관류 → 신경교증 → 수초 소실을 초래함을 보였습니다. 성체 동물의 실험적 혈류 감소에서도 유사한 현상이 나타납니다. 본 논평에서는 "배액" 메커니즘을 강조합니다.
• 번역 및 실제적 맥락. 인구 수준에서 혈관 위험 요인을 표적으로 삼는 것만으로도 백질 미세순환의 정맥 성분 유지라는 새로운 목표를 제시합니다. 이는 표층 백질의 관류/유출 진단 지표를 찾고 노화 과정에서 배액 유지를 목표로 하는 치료 전략을 수립하는 데 기반을 제공합니다.

어떤 새로운 사실을 발견하셨나요?

• 살아있는 생쥐 뇌에서 최초로 심부 다광자 영상화를 통해 인간의 PCV와 유사한 혈관 구조를 규명했습니다. PCV는 넓은 심부 피질 영역과 표층 백질 영역(U-섬유)에서 혈액을 모으는 희박하고 넓은 "줄기" 형태의 정맥입니다. 이러한 PCV는 잠재적인 배액 병목 현상입니다. 동맥 유입은 많지만 "유출"은 적기 때문입니다.
• 노화는 특히 PCV의 심부 분지에서 모세혈관의 좁아짐과 얇아짐을 유발합니다. 이로 인해 백질의 신경교증 및 미엘린 손실과 관련된 중등도의 저관류가 발생하지만, 피질의 상층은 영향을 덜 받습니다.
• 연구자들이 인위적으로 뇌 혈류(경동맥 협착증)를 감소시켰을 때, 성체 쥐에서도 동일한 국소적 선택 패턴의 백질 손상이 나타났으며, 이는 배액 문제 → 저관류 → 신경교증/탈수초화라는 인과 관계를 강화했습니다.

왜 이것이 중요한가요?

백질은 뇌의 "배선"입니다. 신호의 속도와 일관성은 미엘린의 무결성에 달려 있습니다. 나이가 들면서 백질 손실은 정보 처리 속도 저하 및 인지 기능 저하와 점점 더 밀접하게 연관됩니다. 이 연구는 특정 혈관 위험 기전을 밝혀냈습니다. 희귀한 심부 집혈정맥과 그 모세혈관 분지가 취약한 부위이며, 이 부위의 손상은 명백한 뇌졸중 없이도 연쇄적인 손상을 유발할 수 있습니다. 이는 인지 노화 예방을 위한 새로운 목표, 즉 백질 배수 및 관류 유지를 가능하게 합니다.

그것이 어떻게 보여졌는가(그리고 왜 우리가 그것을 인간에게 전이하는 것을 생각할 수 있는가)

저자들은 생체 내 심층 2/3광자 현미경, 정제된 뇌의 광시트 영상, 그리고 전산 혈류 모델링을 결합했습니다. 생쥐에서 PCV의 해부학적 구조는 인간의 구조와 유사합니다. 회백질 경계면에 긴 수평 분지가 있는 거대한 세정맥 "줄기"를 가지고 있으며, PCV는 모든 상행 세정맥의 4% 미만을 차지하지만 넓은 영역을 담당하기 때문에 PCV의 기능 부전이 매우 두드러집니다.

이는 앞으로 병원에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?

• 백질 미세순환에 집중하십시오. 뇌 노화의 진단 및 모니터링에 있어서는 동맥 지표와 피질 전체의 평가뿐만 아니라 표층 백질(U-섬유)과 6층에서 관류 및 정맥 유출 지표를 적극적으로 탐색하는 것이 중요합니다.
• 치료 아이디어. 잠재적인 방법으로는 PCV의 모세혈관-정맥 분지 보호/회복, 미세혈관 경련 및 내피 염증 감소, 그리고 혈관 예비력 강화가 있습니다. 이러한 방법들은 아직 가설 단계이지만, 이제 명확한 해부학적 및 기능적 근거를 가지고 있습니다.

중요한 면책 조항

이 연구는 생쥐에서 수행되었으며, 인간에게 적용하기 위해서는 비침습적 영상 및 종단적 관찰을 통한 직접적인 확인이 필요합니다. "경도 저관류"는 급성 질환이 아닌 만성적인 소량의 혈류 결손이며, 표준적인 방법으로는 임상적으로 검출하기 어렵습니다. 그러나 생쥐와 인간 피질/U-섬유 영역에서 PCV 구조가 유사하기 때문에 이 가설은 적용 가능합니다.

출처: Stamenkovic S. 외. 모세혈관-정맥 배액 장애는 노화 과정에서 생쥐 백질의 신경교증 및 탈수초화에 영향을 미친다. Nature Neuroscience