수면 연구, 새로운 수면무호흡증 약 개발

Source: Hacker News

수면 중 기도 이해하기

호너의 수면 연구 여정은 1990년대 초 런던 대학교에서 박사과정 학생으로 시작되었으며, 영국 최초의 수면 실험실 중 하나에서 일했습니다. 그는 토론토 대학교가 수면 연구 분야의 선두주자라는 평판 때문에 Eliot Phillipson 박사와 박사후 연구를 위해 토론토로 이주했는데, Phillipson 박사는 1978년에 북미 최초의 인간 수면 실험실 중 하나를 설립해 호흡 장애를 연구했습니다.

펜실베니아 대학교에서 두 번째 박사후 연구를 마친 후, 호너는 1997년에 토론토 대학교 교수로 복귀했습니다. 그의 첫 번째 목표는 연구자들이 수면과 호흡을 보다 효과적으로 연구할 수 있는 새로운 도구와 모델을 개발하는 것이었습니다. 그때까지 대부분의 모델은 수면과 유사한 행동만을 모방했었습니다.

“아무도 자연스러운 수면을 실제로 조사할 모델을 개발하지 않았어요,” 라고 호너는 말합니다.

“제가 실험실을 설립한 이유도 바로 그였어요. 호흡을 담당하는 근육을 조절하는 회로를 살펴보는 기본적인 신경과학 연구를 수행하고 싶었거든요.”

호너 연구실은 수면 중 호흡 근육 활동을 조절하는 주요 뇌 화학물질과 수용체를 규명하는 모델을 개척했습니다.

2006년에 연구팀은 첫 번째로 노르에피네프린이 깨어 있을 때와 특정 수면 단계에서 혀 근육을 활성화하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 확인했습니다.

혀는 말하기와 삼키기에 중요하지만, 호너에 따르면 폐로 공기가 들어가는 흐름을 유지하는 데 있어 가장 크고 영향력 있는 상기도 근육이기도 합니다.

노르에피네프린 수치는 급속 안구 운동(REM) 수면—대부분의 꿈이 일어나고 뇌 활동이 활발한 단계—동안 감소합니다. 이로 인해 혀 근육의 긴장이 사라지고, 일부 사람들은 호흡에 어려움을 겪게 됩니다.

2013년에 연구팀은 무스카린 수용체라는 단백질 군이 REM 수면 동안 혀 움직임을 억제한다는 또 다른 중요한 발견을 발표했습니다. 무스카린 수용체를 약물로 차단했을 때 혀 근육이 강하게 활성화되는 것을 확인했습니다.

숨 쉬기가 쉬워지다

호너 연구실의 이러한 돌파구는 수면 무호흡증의 두 핵심 원인—노르에피네프린 “가동” 신호의 감소와 무스카린 수용체 매개 “정지” 신호—을 밝혀냈으며, 이 두 신호가 함께 작용해 혀 움직임을 차단하고 수면 중 호흡을 방해합니다.

이러한 신경 회로를 지도화함으로써 호너 연구실의 연구는 AD109이라는 새로운 치료제의 기반을 마련했습니다. AD109은 보스턴 연구진이 개발한 약물로, 수면 무호흡에 기여하는 두 경로를 동시에 표적합니다. 이 경구용 약물은 노르에피네프린 수치를 높이는 약물과 무스카린 수용체를 차단하는 약물 두 가지를 함유하고 있습니다.

최근 발표된 3상 무작위 임상시험에서는 경증에서 중증까지의 수면 무호흡증 환자에게 AD109을 투여했을 때 위약군에 비해 기도 폐쇄가 감소하고 산소 포화도가 높아졌습니다. 평균적으로 수면 1시간당 AD109을 복용한 참가자는 호흡이 멈추거나 매우 얕아지는 사건이 4회 적게 발생했습니다.

현재 수면 무호흡증에 가장 흔히 처방되는 치료법은 지속적 양압 호흡기(CPAP) 요법으로, 마스크를 착용하고 기계가 일정한 공기압을 지속적으로 공급하면서 잠을 잡니다. 이 치료는 매우 효과적이지만, 호너는 많은 사람들이 불편함과 번거로움 때문에 CPAP 사용을 지속하기 어렵다고 지적합니다. 그는 AD109이 규제 승인을 받으면 CPAP을 견디지 못하는 사람들에게 귀중한 대안이 될 것이라고 말합니다.

AD109 개발에 직접 관여하지는 않았던 호너는 자신의 연구가 임상 치료로 확장되는 모습을 보게 되어 기쁘고 놀랍다고 전했습니다.

“기본 과학자로서 저는 언제나 사물의 작동 원리를 이해하고자 했어요,” 라고 그는 말합니다. “이런 스토리가 전개될 줄은 몰랐습니다.”

호너의 연구는 1998년부터 캐나다 보건연구청(CIHR)의 지속적인 지원을 받아 왔습니다.