미주신경 타고 ‘뇌→장’ 타우 전파 첫 입증·장벽 약화 원인 규명 — AD 동물모델·사람 오가노이드 칩으로 확인
[win 토토사이트필요성]
뇌 질환인 알츠하이머에서도 장 관련 이상이 반복적으로 관찰된다. 최근 환자와 동물 win 토토사이트에서 장염증, 장벽 불안정, 장내 미생물 불균형이 보고된다. 뇌‑장 축과 그 핵심 경로인 미주신경이 뇌와 장의 양방향 소통을 매개한다는 근거가 축적되고, 미주신경을 통한 아밀로이드 베타, 타우, 알파‑시누클레인의 전달 가능성도 제기되어 왔다.
그러나 이러한 전달의 방향성, 특히 뇌에서 장으로의 하행 전파와 그 기능적 결과는 명확하지 않다. 또한 알츠하이머 환자에서 뇌간(연수)의 미주신경운동핵과 장신경계에서 타우 축적이 보고되었지만, 뇌 유래 타우가 실제로 미주신경을 타고 장으로 퍼져 장 상피 장벽을 약화시키는지에 대한 인과는 규명되지 않았다. 본 win 토토사이트는 알츠하이머 동물모델과 사람 유도만능 줄기세포유래 colon‑on‑a‑chip을 이용해 ‘뇌→장’ 타우 전파의 실존과 장 기능 교란 기전을 검증하였다.
[win 토토사이트성과/기대효과]
첫 입증: 알츠하이머 동물모델에서 해마→미주신경운동핵→장 신경계로 이어지는 ‘뇌→장’ 타우 전파를 직접 확인하였다.
최초 재현: 사람 유도만능 줄기세포 유래 오가노이드를 통합한 colon‑on‑a‑chip에서 뇌→장 신경 경로를 최초로 기능적으로 재현하였다.
장벽 약화 규명: 타우가 미주신경→장 신경계로 전파되며 장벽 누수를 유도함을 보여주었다.
활용·파급: 이러한 기전이 AD에서 보고되는 장염증, 장벽 불안정, 장내 불균형과 연결될 수 있음을 제시하였으며, 인간 기반 칩을 활용해 뇌‑장 축 전달·상호작용 win 토토사이트와 치료 표적 검증/약물 탐색을 가속화할 것으로 기대된다.
[본문]
알츠하이머병은 대표적인 뇌 신경퇴행성 질환으로 알려져 있지만, 환자와 동물에서 장 염증, 장벽 불안정, 장내미생물 불균형 등 장 관련 증상도 꾸준히 보고되어 왔다. 뇌‑장 축의 핵심 경로인 미주신경이 뇌와 장의 양방향 소통을 매개한다는 근거가 축적되었지만, 병적 단백질의 전달 방향성, 특히 뇌에서 장으로의 하행 전파와 그 기능적 결과는 불명확하였다.
토토사이트 의과대학 묵인희 교수 win 토토사이트팀은 알츠하이머병의 병적 단백질 타우(Tau)가 미주신경을 타고 뇌에서 장으로(뇌→장) 전파되며, 이 과정이 장 상피 장벽 약화로 이어진다는 사실을 최초로 입증했다.
win 토토사이트팀은 알츠하이머병 동물모델(ADLPAPT mouse)에서 뇌간(Brainstem)의 미주신경등쪽핵(Dorsal Motor Nucleus of Vagus Nerve, DMV)과 대장 신경계(Enteric Nervous System, ENS) 내 타우 응집체를 관찰하였다. 이후 해마(Hippocampus)에 주입한 타우 섬유(PFF)가 시간 경과에 따라 해마(hippocampus)→ 미주신경등쪽핵(DMV)→대장 신경계(ENS)으로 이어지는 타우의 하행 전파함을 확인하였다.
특히, 미주신경 절단(Vagotomy)시 대장 신경으로의 타우 전파가 유의하게 감소하여, 미주신경 경로 의존성을 입증하였다.
아울러 묵인희 교수 win 토토사이트진은 사람 유도만능줄기세포(iPSC) 유래 오가노이드를 통합해 미주운동신경(Vagal Motor Neuron)–장 신경(ENS)–대장 상피(Colon Organoid)를 하나의 칩에서 연결한 신경 지배형(innervated) colon‑on‑a‑chip을 구축하였다.
이 사람‑기반 칩에서 타우는 미주운동신경의 축삭을 따라 장 신경으로 전달되었고, 상피 세포에 직접 타우가 도달하지 않았음에도 장신경계를 매개로 상피 세포의 장벽을 이루는 단백질이 감소하고 형광 덱스트란 투과 증가가 동반되어 장벽 약화가 유발됨을 확인하였다.
이 플랫폼은 뇌→장 신경 경로를 사람 유래 시스템에서 기능적으로 재현한 최초의 사례다.
이번 성과는 알츠하이머병에서 보고되는 장염증·장벽 불안정·장내 미생물 불균형 등 장 증상의 원인을 뇌 유래 타우의 하행 전파라는 관점에서 설명할 근거를 제시하였다. 더불어 뇌‑장 축 회로 표적 치료, 장 신경–상피 상호작용 조절과 같은 치료 전략의 개발, 그리고 사람 오가노이드‑온‑어‑칩을 활용한 기전 검증·약물 탐색을 가속화할 것으로 기대된다.
묵인희 교수는 “이번 win 토토사이트는 알츠하이머병에서 뇌의 병적 단백질 타우가 미주신경을 통해 장으로 전파되어 장벽 약화를 유발함을 세계 최초로 입증했다.”며 “이를 통해 알츠하이머병 환자에서 흔히 관찰되는 장 증상의 원인을 규명하고, 뇌-장 축 기반의 새로운 치료 전략 개발 가능성을 제시했다.”고 win 토토사이트의 의의를 설명했다.
과학기술정보통신부·보건복지부 재원으로 치매극복win 토토사이트개발사업(KDRC)과 한국win 토토사이트재단의 지원을 받아 수행한 이번 win 토토사이트 성과는 소화기 분야 권위 국제학술지 ‘것 (Gut, 2025 IF: 25.8)’에 게재되었다.
4국제교육프로그램
Pathological tau propagation from the brain to the colon via the vagal efferent pathway in Alzheimer's disease
Hyunjung Choi, Seok Beom Hong, Hui-Wen Liu, Hyeonggyu Song, June-Hyun Jeong, Kyusik Ahn, SeongJun Kim, Jaehoon Song, Jong Won Han, Dongjoon Lee, Jinchul Ahn, Min-Seon Kim, Seok Chung, InheeMook-Jung
(British Medical Journal, https://doi.org/10.1136/gutjnl-2024-334571)
7개월령 알츠하이머 동물모델(ADLP4국가지원win 토토사이트센터 mouse)에서 해마(Hippocampus)뿐 아니라 미주신경 등쪽핵(dorsal motor nucleus of vagus, DMV)과 대장 장신경계(Enteric nervous system, ENS)에 타우 축적이 관찰되었다. DMV는 원심성 미주신경(vagal efferent/motor neuron)이 뻗어나오는 핵이다.
미주신경등쪽핵(DMV)과 장신경계(ENS)는 원심성 미주운동신경(Vagal motor neurons, VMNs)으로 직접 연결되어 있어, 뇌에서 장으로 신호가 하행할 수 있는 해부학적 경로를 이룬다. 해마에 순행성(anterograde) 바이러스를, 근위 결장(proximal colon)에 역행성(retrograde) 바이러스를 주입해, 해마–미주신경등쪽핵–장신경계가 하나의 회로로 연결되어 있음을 확인하였다.
해마에 주입한 타우 섬유(PFF)가 시간 경과에 따라 해마→미주신경등쪽핵→대장 장신경계로 하행 전파하였다. 미주신경 절단(Vagotomy)시 이 전파가 유의하게 감소해, 뇌→장 전파가 미주신경에 의존적임을 입증하였다.
타우 전파는 프리온‑유사(prion‑like) 특성을 보여, 기존 타우 병리가 존재할수록 더 효율적으로 진행되었다.
사람 유도만능줄기세포(iPSC) 유래 오가노이드를 통합한 신경 지배(innervated) colon‑on‑a‑chip에서 미주운동신경(VMN)→장 신경(ENS)→ 장 상피세포(Colon Organoid, CO)로 이어지는 뇌→장 신경 경로를 기능적으로 재현하였다. 이 칩에서 타우는 미주운동신경 축삭을 따라 장 신경으로 전달되었고, 상피 세포에는 직접 타우가 도달하지 않음에도 장벽 기능 저하가 나타났다.
장신경계에 타우가 축적되면 장 염증 지표 (TNF-α) 증가, 상피 장벽 단백질(occludin, claudin-1, Zo-1, DSG2 등) 감소, 장 투과도 증가가 동반되어 장 상피 장벽 약화(장 누수)로 이어졌다.
이번 win 토토사이트는 뇌 유래 타우가 미주신경 하행로를 통해 장으로 전파되어 장 기능 교란을 규명하였다. 아울러 뇌‑장 축 회로 표적과 사람‑기반 칩을 이용한 약물 탐색의 근거를 제공하였다.
4win 토토사이트실 안전관리
뇌 속의 병든 단백질 타우가 미주신경을 타고 장으로 내려간다. 타우는 장 상피세포가 아니라 장 신경계에 쌓여 염증을 키우고 콜린성 신경 기능을 저하시킨다. 그 결과, 상피세포의 장벽 단백질의 감소와 장벽 투과도 증가로 장벽 기능이 손상된다.