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- 이 구조는 매우 얇지만 강력한 뇌 보호막, 우리 뇌척수막의 자체적인 네 번째 층을 형성
- 뇌의 면역 보호와 체액 균형에서 중심적인 역할
- SLYM이라고 불리는 층은 자체 면역 세포를 포함
- 더 큰 분자가 뇌에 들어가는 것을 방지

해부학: 새로운 뇌 구조 발견
이전에는 인식되지 않았던 네 번째 수막층이 장벽 및 면역 지지점 역할을 한다.

놀라운 발견:
과학자들이 두개골에서 새로운 해부학적 구조를 발견했다. 이 구조는 매우 얇지만 강력한 뇌 보호막이다. 이 막은 우리 뇌척수막의 자체적인 네 번째 층을 형성하며 뇌의 면역 보호와 체액 균형에서 중심적인 역할을 할 수 있다. SLYM이라고 불리는 층은 자체 면역 세포를 포함하고 있으며 연구자들이 "Science"에 보고한 것처럼 단백질과 같은 더 큰 분자가 뇌에 들어가는 것을 방지하기 때문이다. 

▲ 우리 뇌척수막은 이전에 가정했던 3개 층 대신 4개 층을 가지고 있다. 네 번째는 새로 발견된 SLYM 막(녹색)이다. © Peter Kusk und Virginia Pla

인체 해부학은 수 세기 동안 연구되어 왔지만 여전히 놀라움을 안고 있다. 특히 최근 몇 년 동안 새로운 이미징 및 분석 방법 덕분에 과학자들은 우리 몸에서 몇 가지 새로운 구조를 발견했다. 스펙트럼 범위는 이전에 인식되지 않았던 인대와 조직층에서 우리 뇌의 전체 림프관 네트워크에 이른다. 이 글림프 시스템은 대뇌 혈관 주변의 좁은 공동에 의해 형성되며 뇌척수액의 수송을 조절한다.

Meninges는 3개가 아닌 4개의 층을 가지고 있다.

이제 이전에 인식되지 않았던 또 다른 해부학적 구조가 우리 뇌에서 발견된 것이다. 코펜하겐 대학의 Kjeld Møllgård와 그의 동료들은 실제로 뇌수막과 그 사이의 공간을 통해 뇌액이 어떻게 움직이는지 조사하기를 원했다. 이를 위해 그들은 생쥐의 뇌액에 형광 마커를 추가하고 이광자 현미경을 사용해 경로를 추적했다.

지주막하 공간(가운데 그물망 같은 뇌척수막과 뇌에 가까이 있는 가장 안쪽의 섬세한 뇌척수막 사이의 공간)에서 이전에는 인식할 수 없었던 구조를 발견했다. 얇지만 연속적인 층이다. "이 층은 지주막하 공간을 외부의 표면 구획과 뇌를 둘러싸는 내부의 더 깊은 영역으로 나눈다"고 연구자들은 발견을 설명했다.

▲ 새롭게 발견된 수막층(SLYM)의 위치. © University of Copenhagen

펩타이드 및 단백질에 대한 장벽

따라서 Møllgård와 그의 동료들은 수막의 네 번째 층의 존재를 증명했다.
SLYM(Subarachnoidal Lymphatic-like Membrane)으로 알려진 이 층은 연구자들이 보고한 바와 같이 생쥐뿐만 아니라 인간에게도 존재한다. SLYM 층은 단지 몇 개의 세포층으로 구성되어 있으며 내부 장기와 체강을 둘러싸는 섬세한 막인 중피와 구조가 유사하다.

작은 두께에도 불구하고 SLYM 멤브레인은 분명히 중요한 장벽 기능을 가지고 있다. 크기가 다른 색으로 구분된 입자를 사용한 테스트에서 알 수 있듯이 더 큰 분자는 이 층을 통과할 수 없기 때문이다. "따라서 SLYM은 지주막하 공간의 외부와 내부 사이에서 베타-아밀로이드와 타우 단백질을 포함한 대부분의 펩타이드와 단백질의 교환을 억제한다"고 과학자들은 설명했다.

면역 수호자 및 뇌액 조절기

새로 발견된 층은 노폐물과 잠재적으로 유해한 분자로 가득 찬 오래된 뇌액에서 깨끗하고 신선한 뇌액을 분리하는 데 도움이 될 수 있다. "뇌 안팎의 뇌척수액 흐름을 제어하고 분할하는 새로운 해부학적 구조의 발견은 뇌척수액의 중요한 역할을 강조한다"고 로체스터 대학의 수석 저자인 Maiken Nedergaard가 말했다.

이것이 전부가 아니다. 다른 기관 주변의 중피막과 유사하게 뇌 주변의 SLYM 껍질도 면역 체계의 자체 "반응력"을 가지고 있다. 분석 결과 밝혀진 바와 같이 "적 인식"에 중요한 대식세포와 수지상 세포를 포함한 많은 수의 방어 세포를 포함하고 있다. "이것은 SLYM이 면역학적 모니터링을 위한 틈새 역할도 한다는 것을 나타낸다"고 연구자들은 설명했다.

또한 새로 발견된 SLYM 멤브레인은 일종의 슬라이딩 레이어 역할을 할 수 있다. 예를 들어 강한 머리 움직임이나 충격이 있을 때 뇌와 두개골 사이의 마찰을 줄인다.

▲ SLYM 막은 지주막하 공간을 두 개의 구획으로 분리하고 1미크론 크기의 분자(빨간색, 파란색)가 통과하지 못하게 한다. © Peter Kusk und Virginia Pla

보호막이 찢어지면

이것은 보호용 SLYM 막이 손상되면 뇌의 전체 면역 체계와 "폐기물 시스템"에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 그러면 잠재적으로 유해한 오염 물질이 내부 지주막하 공간과 뇌로 침투할 수 있기 때문이다. 동시에 중요한 흐름 채널이 중단된다. "이것은 외상성 뇌 손상 후 글림프 시스템의 흐트러진 흐름 패턴을 설명할 수 있다"고 과학자들은 말했다.

Møllgård와 그의 동료들은 심각한 뇌진탕 후 신경염증 합병증과 그러한 외상 후 알츠하이머병의 위험 증가도 SLYM 막 손상과 관련이 있을 수 있다고 설명한다. 쥐를 대상으로 한 실험에서 그들은 그러한 장벽 파괴가 실제로 면역 세포의 국부적 축적과 염증 과정으로 이어진다는 것을 증명할 수 있었다.

광범위한 의미

"수막의 네 번째 층의 발견은 유체 수송을 넘어서는 의미가 있다"고 과학자들은 말했다. 추가 연구는 이제 SLYM 막과 그 결함이 뇌 기능, 신경 질환 및 활성 물질의 뇌로의 통과에 어떤 영향을 미치는지 명확히 해야 한다.
(Science, 2023, doi:10.1126/science.adc8810)
출처: Science, University of Rochester Medical Center

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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