고령화와 맞물려 국내 파킨슨병 환자의 수가 10만 명을 넘어섰다. 파킨슨병은 도파민을 분비하는 뇌세포가 파괴되는 대표적인 신경퇴행성 질환이다. 지금까지 증상을 완화하는 약물은 있지만 근본적인 치료제는 없는 것으로 알려져 왔다.

그런데 최근 미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 의대의 파멜라 잉글랜드 세포·분자 약학 교수팀이 도파민의 생성과 보관에 관여하는 유전자 활성 단백질 ‘Nurr1’의 분자 포켓(molecular pocket)과 여기에 결합하는 특정 분자물질을 처음으로 찾아냈다. 이 발견은 향후 파킨슨병 치료제 개발에 획기적인 돌파구가 될 것으로 보인다.

Nurr1은 지난 10년간의 연구에서 이미 신경세포 퇴화 과정의 주범으로 지목된 바 있다. 또한, 생쥐 실험 결과 Nurr1의 수위를 높이면 파킨슨병과 유사한 증상을 치료할 수 있다는 결과도 얻었다. 그러나 지금까지 이 방법으로 파킨슨병 치료제를 개발하려는 시도는 실패해왔다.

이에 UCSF 연구팀은 앞으로 도파민의 균형 붕괴를 감지하고 도파민의 수위를 유지하도록 하는 화학신호를 찾아내 약제로 재현하는 것을 새로운 목표로 설정했다. 이 경로로 접근하면 파킨슨병 환자의 도파민 수위를 높이고, 도파민 분비 세포의 퇴화를 촉발하는 잠재적 세포 손상을 방지할 수 있을 것으로 본 것이다.

연구팀은 Nurr1의 원자 구조 모델 등을 거듭 시험한 끝에 세포가 잉여 도파민을 제거할 때 부수적으로 생기는 DHI라는 분자물질이 Nurr1 표면의 분자 포켓에 결합한다는 것을 확인했다. 또한, DHI를 신경세포에 투여하면 Nurr1의 활성도가 높아지고, 도파민의 생성 및 보관에 관여하는 유전자를 자극한다는 사실도 함께 확인했다. 

이번 연구 보고서의 수석 저자인 잉글랜드 교수는 “Nurr1이 치료약 개발의 주요 표적으로 널리 인식됐지만, 확실한 증거를 제시한 것은 이번 연구가 처음”이라면서, “이런 통찰이 파킨슨병의 근본 원인에 착안한 최초의 약제 개발로 이어지기를 희망한다”라고 말했다.

한편, 이번 연구 보고서는 과학 저널 ‘셀 케미컬 바이올로지(Cell Chemical Biology)’에 실렸다.