IBS, 초음파 자극으로 '만성 신경병증성 통증' 줄인다

기초과학연구원(IBS·원장 직무대행 김영덕)은 기억 및 교세포 연구단(공동 연구단장 이창준·강봉균) 의 박주민 연구위원팀이 비침습 저강도 초음파 자극으로 만성 신경병증성 통증을 완화할 수 있음을 확인하고, 작동 원리를 규명했다고 12일 밝혔다.

신경병증성 통증은 통증 신호가 쉽게 사라지지 않고 장기간 지속되는 질환이다. 치료는 주로 약물이나 척수 자극기 삽입 등 침습적 시술이 이뤄지지만, 효과가 제한적이고 부작용 우려가 있다.

연구진은 앞선 연구로 뇌파에서 관찰되는 세타-감마 결합 리듬을 모사한 저강도 연속 세타버스트 초음파(LI-cTBUS) 자극을 개발하고, 이 자극이 비신경세포인 별세포 반응을 변화시켜 신경 활동을 조절할 수 있음을 확인한 바 있다. 이번 연구에서 이 초음파 자극을 만성 신경병증성 통증 동물모델 척수에 적용해 효과를 분석했다.

'LI-cTBUS'가 통증을 완화하는 작동 원리

척수 위 피부에 하루 한 차례 초음파 자극을 반복한 결과, 장기간 지속되던 통증 행동이 감소하는 것을 확인했다. 또 척수 통증 회로의 과흥분 상태가 점차 정상 수준으로 회복됐으며, 그 효과는 자극이 끝난 이후에도 장기간 유지됐다.

연구진은 뇌파 패턴 초음파 자극의 작용 원리도 규명했다. 만성 신경병증성 통증 상태에서는 척수의 별세포가 만성 통증과 같은 신경계 질환의 지속에 관여하는 것으로 알려진 '반응성 별세포'로 변화하면서 통증을 증폭시키는 신호 분자 뇌유래신경영양인자(BDNF)가 척수에 비정상적으로 축적된다. 이로 인해 통증 신호가 쉽게 커지고 오래 지속되는 상태가 유지된다.

초음파 진동은 별세포 내부 칼슘 신호를 조절하는 이온채널 TRPA1 활성을 유도했고, 이는 BDNF 분해를 촉진해 반응성 별세포 병리적 활성상태를 완화시켰다. 그 결과 통증 신호를 조절하는 흥분·억제 균형이 정상화됐다.

박주민 연구위원은 “이번 연구는 수술 없이 초음파 자극만으로 만성 통증을 조절할 수 있음을 보여줬다”며 “특히 신경세포를 돕는 것으로 알려진 별세포를 조절해 통증 신경회로를 직접 변화시킨 것이 핵심”이라고 말했다. 이어 “별세포 외에도 초음파 자극의 영향을 추가로 분석하고, 알츠하이머병·뇌졸중 등 다른 신경계 질환으로 적용 범위를 넓히는 후속 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈에 지난달 6일 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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