제3화 내 뇌를 지키던 면역세포가 적이 된다면?

알츠하이머, 만성염증, 그리고 첨단 바이오 기술

Jul 5. 2025

1. 뇌의 면역세포인 미세아교세포

우리 몸에는 약 37조 개의 세포가 존재합니다. 이들 중 나라를 지키는 군인들과 같이 우리가 살아가는 동안 단 한순간도 방어를 멈추지 않는 존재들이 있습니다. 바로 면역세포입니다. 면역세포는 우리 몸을 외부의 적으로부터 지키는 경비대이자 군인이며, 내부의 균형을 유지하는 보이지 않는 조율자입니다. 눈에 보이지 않는 이 작은 병사들은 하루에도 수없이 많은 세균, 바이러스, 암세포와 조용한 전쟁을 치릅니다. 어쩌면 우리는 면역세포 덕분에 매 순간 생존하고 있는 셈입니다.

흔히 ‘면역세포’라고 하면 백혈구를 떠올립니다. 백혈구는 혈관과 림프, 그리고 온몸의 조직을 순찰하며 위험에 즉시 대응합니다. 가령 상처가 나거나 세균이 침투하면 백혈구가 가장 먼저 달려와 이물질을 집어삼키고, 염증을 일으켜 치유의 시작을 알립니다. 백혈구 안에는 호중구, 대식세포, 림프구 등 다양한 종류가 있어, 각각의 방식으로 방어망을 형성합니다. 그런데, 우리 몸에서 가장 특별한 면역의 장소가 있습니다. 바로 뇌입니다.

뇌는 혈뇌장벽이라는 강력한 보호막에 둘러싸여 있어, 웬만한 물질조차 쉽게 들어올 수 없습니다. 백혈구조차 이 장벽을 통과하기 어렵습니다. 그렇다면 이 고립된 영역은 어떻게 안전을 지킬까요? 바로 뇌에만 존재하는 독특한 면역세포, 미세아교세포(microglia)가 그 임무를 담당합니다. 미세아교세포는 태아 시절부터 뇌에 자리 잡아 평생 그곳에 머무는 면역세포입니다. 그들은 뇌를 수호하는 경비병이며, 때로는 조용한 조율자가 됩니다. 손상된 신경세포와 단백질 찌꺼기를 치우고, 감염에 대응하고, 필요할 때는 염증을 일으켜 해로운 요소를 제거합니다. 또한 뇌의 발달 과정에서 신경세포끼리의 연결을 다듬어, 기억과 학습이 제대로 이루어지게 돕는 중요한 역할을 합니다.

이러한 점에서 microglia와 백혈구는 모두 면역의 핵심이지만, 서로 다른 방식으로 진화해 왔습니다. 백혈구는 끊임없이 혈액 속을 순환하며 골수에서 새로 생성됩니다. 언제든 필요할 때 조직으로 이동해 강력한 방어전을 벌입니다. 반면 microglia는 뇌라는 고유한 환경 속에 자리를 잡은 뒤, 스스로 증식하며 조직의 안정을 유지합니다. 이들은 백혈구보다 훨씬 더 섬세하게 뇌세포와 소통하며, 뇌의 민감한 균형을 지키는 데 특화되어 있습니다. 뇌에서 microglia의 과도한 활성화가 일어나면 문제가 생기기도 합니다. 정상적인 방어가 지나치게 오래 지속되면 염증이 만성화되어 신경세포를 공격하고, 알츠하이머 같은 퇴행성 질환의 씨앗이 됩니다.

이처럼 미세아교세포는 이중적인 존재입니다. 뇌를 지키는 수호자인 동시에, 통제가 풀리면 뇌를 해치는 적이 되기도 합니다. 백혈구와 microglia. 한쪽은 전신의 방패이고, 한쪽은 뇌의 고유한 파수꾼입니다. 두 집단의 면역세포가 각자 다른 무대에서, 그러나 같은 목표를 향해 쉬지 않고 싸우고 있습니다. 그 목표는 오직 하나—우리가 온전하게 살아갈 수 있도록, 몸과 마음의 안전을 지키는 일입니다. 이 작은 병사들의 존재 덕분에 오늘도 우리는 무사히 하루를 맞이합니다.

2. 면역세포의 역습: 면역의 과잉반응과 만성 염증

원래 미세아교세포는 뇌에 쌓인 노폐물을 정리하고, 필요할 때만 ‘무장 상태’로 변합니다. 하지만 노화가 진행되고, 단백질 찌꺼기(대표적으로 아밀로이드 베타)가 늘어나면, 이들은 점점 경계심이 높아집니다. 문제는 이때부터 시작됩니다. 미세아교세포는 아밀로이드를 위험 신호로 인식해 강하게 활성화됩니다. 처음에는 뇌를 보호하는 올바른 반응이지만, 시간이 지나면 과도한 염증 반응으로 전환됩니다.

이 과정에서 사이토카인(cytokine), 활성산소 같은 물질이 과다 분비되면서 주변의 건강한 뉴런까지 공격하게 됩니다. 이러한 염증이 하루이틀로 끝나지 않고 지속되는 상태를 만성 염증이라 부릅니다. 마치 꺼지지 않는 작은 불씨가 뇌 구석구석을 서서히 태우듯, 만성 염증은 신경세포 손상을 가속화하고 뇌의 구조적, 기능적 변화를 일으킵니다. 전쟁은 적군만 죽이지 않습니다. 우리도 막대한 피해를 입습니다.

3. 염증과 암: 경계해야 할 보이지 않는 위험

많은 분들이 묻습니다. “염증이 그렇게 위험한가요?” 사실 만성 염증은 단순히 노화나 치매뿐 아니라, 암의 발생에도 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 만성 위염은 위암의 위험을 높입니다. 간염 바이러스에 의한 만성 간염은 간암을 일으킬 수 있고, 대장 점막의 만성 염증은 대장암의 씨앗이 됩니다. 염증 상태가 지속되면 세포 DNA에 손상이 쌓이고, 면역 체계가 비정상 세포를 제때 제거하지 못하게 됩니다. 결국, 염증은 암이 자라기 좋은 ‘토양’을 만드는 셈입니다.

최근 의생명공학 연구에서는 이러한 염증과 암의 연결고리를 끊기 위한 다양한 전략이 개발되고 있습니다. 예를 들어, 특정 염증성 사이토카인을 억제하는 단일클론항체 치료제, 염증 유전자 발현을 조절하는 RNA 기반 신약 등이 빠르게 임상에 도입되고 있습니다. 아직 초기 단계이지만, 만성 염증 관리가 미래의 ‘항암 예방 전략’으로 부상하는 것은 분명한 사실입니다.

4. 알츠하이머, 면역, 그리고 최첨단 바이오의 도전

알츠하이머병은 전 세계 5천만 명 이상의 기억과 삶을 서서히 빼앗아가는 무서운 질환입니다. 아직까지 완전한 치료법은 없지만, 최근 몇 년 사이 의생명공학은 이 절망의 벽을 허물기 위한 놀라운 도전을 이어가고 있습니다. 특히 “뇌 속 면역과 염증”이라는 복잡한 기전을 이해하고 제어하는 것이 새로운 치료의 열쇠로 떠오르고 있습니다. 이제 과학은 단순히 병의 증상을 늦추는 수준을 넘어, 뇌의 미세환경 자체를 바꾸는 방법을 찾아가고 있습니다.

-단백질 타겟 신약: 뇌 속 찌꺼기를 겨냥하다

알츠하이머에서 가장 잘 알려진 표적은 아밀로이드 베타라는 단백질 덩어리입니다. 이 단백질이 뇌에 과도하게 축적되면, 미세아교세포가 과잉 반응하며 만성 염증을 일으킵니다. 최근 미국에서는 아밀로이드 베타를 제거하거나 생성 자체를 억제하는 항체 치료제들이 FDA 승인을 받았습니다.

대표적으로 아두카누맙(Aducanumab)과 레캄비(Lecanemab)가 있습니다. 이들 신약은 미세아교세포의 과도한 염증 반응을 어느 정도 완화하고, 병의 진행을 늦추는 가능성을 보여주었습니다. 한국에서도 이런 항체 기반 치료제를 연구하는 바이오 기업이 등장하고 있습니다. 예컨대 삼성바이오에피스는 글로벌 제약사들과 협력하며 항체 의약품 생산 역량을 강화하고 있으며, 에이프로젠도 바이오시밀러와 신약 개발을 함께 추진 중입니다.

-세포치료와 유전자 편집: 뇌 면역의 프로그램을 다시 쓰다

더 혁신적인 전략은 “유전자 편집”과 “세포치료”입니다. 유전자 가위 기술인 CRISPR를 이용해, 미세아교세포의 염증을 조절하는 유전자(TREM2, APOE 등)를 바꾸면 염증 반응 자체를 제어할 수 있다는 연구가 동물실험에서 고무적인 결과를 보여주고 있습니다. 또한, 환자 자신의 세포를 유도만능줄기세포(iPSC)로 되돌린 뒤 건강한 미세아교세포로 분화시켜 뇌에 주입하는 세포치료 연구도 활발합니다. 이 방식은 단순히 단백질을 제거하는 수준을 넘어, 손상된 뇌 면역환경을 ‘새로 세팅’하려는 시도입니다.

한국의 메디포스트, 강스템바이오텍 같은 기업들은 이미 줄기세포 치료제를 상용화해 왔으며, 이제 뇌신경계 세포치료에도 도전장을 내밀고 있습니다. 또한 툴젠, 에디타스와 같은 유전자 편집 전문기업들은 CRISPR 기반 플랫폼을 알츠하이머 분야에 확장하는 방안을 연구 중입니다.

-다중오믹스 기반 진단: 질병의 퍼즐을 맞추다

알츠하이머 조기 진단의 어려움은 여전히 큰 과제입니다. 단일 바이오마커(아밀로이드 농도)만으로는 발병 시기나 진행 속도를 정확히 예측하기 어렵습니다. 이제 과학자들은 다중오믹스(multi-omics)라는 새로운 접근을 시도합니다. 유전자, 단백질, 대사체, 면역학적 정보까지 통합 분석해 치매의 “위험 지형도”를 보다 정밀하게 그리려는 것입니다.

한국 바이오 기업 중에서는 마크로젠, 테라젠바이오, 지노믹트리 등이 이 분야에서 유전자·단백질 데이터를 결합해 맞춤형 예측과 조기 진단 솔루션을 개발하고 있습니다. 이런 다중오믹스 기술은 앞으로 “내 몸에 맞는 맞춤형 예방과 치료”를 가능하게 할 것입니다.

-결국 뇌를 이해하는 것은 면역을 이해하는 일

이 모든 연구와 기술의 공통점은, 알츠하이머를 단순한 신경세포의 퇴행이 아니라 뇌 속 면역과 염증의 병으로 새롭게 바라본다는 점에 있습니다. 아밀로이드를 없애는 것만으로는 충분하지 않습니다. 손상된 미세아교세포의 균형을 되찾고, 만성 염증의 불씨를 잠재우며, 뇌가 스스로 회복할 수 있도록 돕는 것이 근본적인 해결책이 될 것입니다.

바이오산업의 최전선에 선 많은 연구자들과 기업들은 이 거대한 퍼즐을 맞추기 위해 매일 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 그리고 그 노력은 언젠가 치매와 알츠하이머로 고통받는 수많은 사람들의 삶을 바꿔놓을 것입니다. 뇌를 이해하는 일은 곧 면역을 이해하는 일입니다. 그리고 그 길은, 아직도 우리 앞에 펼쳐진 미지의 숲처럼 무궁무진합니다.

5. 염증을 줄이는 일상의 지혜

“염증을 줄이려면 어떻게 해야 할까요?” 많은 사람들이 이 질문을 합니다. 어떤 이는 최신의 신약과 첨단 바이오 치료만이 해답이라고 생각합니다. 물론 과학의 발전은 소중합니다. 그러나 의외로 가장 강력하고 지속적인 ‘항염증 치료제’는 바로 우리가 매일 선택하는 작은 생활습관에 숨어 있습니다. 그중에서도 가장 기본이 되는 것은 충분한 수면입니다. 잠을 잘 자지 못하면 몸은 만성적인 경계 태세에 빠집니다. 스트레스를 조절하는 호르몬인 코르티솔이 계속해서 분비되고, 뇌의 미세아교세포도 과민하게 반응해 염증을 일으키기 쉽습니다.

매일 7~8시간의 숙면은 몸과 마음에 “이제 안심해도 된다”는 신호를 보내는 첫걸음이 됩니다. 또한, 규칙적인 운동은 우리가 염증을 잠재우는 데 있어 가장 강력한 동반자입니다. 가벼운 산책이나 유산소 운동만으로도 몸 안의 염증성 사이토카인이 감소하고, 뇌에서는 ‘뇌 유래 신경영양인자(BDNF)’가 활발하게 분비되어 세포를 건강하게 지킵니다. 운동은 단순히 체력을 기르는 활동을 넘어, 뇌와 몸의 회복을 돕는 치유의 시간이 됩니다.

무엇을 먹느냐도 중요합니다. 채소와 견과류, 생선에 풍부한 오메가-3 지방산과 폴리페놀은 염증을 억제하는 천연 영양소입니다. 이런 식재료를 바탕으로 한 지중해식 식단은 수많은 연구에서 대표적인 ‘항염증 식사법’으로 인정받고 있습니다. 음식을 바꾸면 몸이 달라지고, 몸이 달라지면 마음도 서서히 달라집니다.

마지막으로, 우리가 결코 잊지 말아야 할 것은 스트레스 관리입니다. 만성 스트레스는 만성 염증의 시작점이 됩니다. 눈에 보이지 않는 긴장이 뇌와 몸에 오래 쌓이면, 마치 꺼지지 않는 불씨처럼 염증을 부추깁니다. 명상이나 취미 활동, 자연 속 산책은 이 불씨를 서서히 식히는 소중한 시간입니다.
마음을 돌보는 일이야말로 염증을 줄이는 첫 번째 처방전입니다.

6. 뇌와 몸의 염증을 줄이는 명상 요법

명상(meditation)은 단순히 마음을 편안히 하는 기법으로만 여겨지곤 했지만, 최근 뇌과학과 면역학 연구들은 명상이 염증 반응을 조절하는 과학적 근거를 가지고 있다는 사실을 보여주고 있습니다.

-명상이 뇌에 미치는 영향

명상은 단순히 마음을 편안하게 만드는 시간이 아닙니다. 더 깊이 들여다보면, 우리의 뇌에 실제로 변화를 일으키는 놀라운 힘을 가지고 있습니다. 오랜 시간 꾸준히 명상을 실천하는 사람들의 뇌를 연구한 결과, 과학자들은 몇 가지 뚜렷한 변화를 발견했습니다.

먼저, 명상은 뇌 속에서 편도체(amygdala)의 활동을 잔잔하게 가라앉힙니다. 편도체는 우리가 공포를 느끼거나 불안에 빠질 때 가장 먼저 반응하는 부위입니다. 스트레스가 닥치면 편도체가 경고음을 울리듯 활성화되어 긴장 상태를 유지하게 됩니다. 그런데 명상을 꾸준히 하면 이 경보 시스템이 점점 차분해집니다. 어떤 자극이 와도 더 이상 필요 이상으로 과민하게 반응하지 않게 되는 것이죠. 마치 바람이 부는 날에도 흔들리지 않는 촛불처럼, 우리 마음에 고요한 중심이 생기는 이유입니다.

또한 명상은 전두엽(prefrontal cortex)의 기능을 강화합니다. 전두엽은 우리의 사고와 감정, 충동을 조율하는 ‘마음의 지휘자’와 같습니다. 명상을 할 때 이 영역의 활성도가 높아져, 감정적인 반응을 한 걸음 떨어져서 바라보고, 충동에 휩쓸리지 않게 돕습니다. 그래서 명상은 ‘생각을 비우는 시간’이 아니라, 오히려 ‘생각을 더 명료하게 다루는 훈련’이라고 할 수 있습니다.

마지막으로, 명상은 우리 몸의 스트레스 시스템인 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)을 안정시킵니다. 이 축은 스트레스를 받으면 코르티솔이라는 호르몬을 대량으로 분비해 몸을 긴장시키고 염증을 높입니다. 명상은 이 스트레스 회로의 과도한 작동을 조용히 낮춰줍니다. 그 결과, 몸 안의 긴장이 풀리고 코르티솔 농도도 자연스럽게 줄어듭니다. 이러한 뇌의 변화들은 단순히 심리적인 편안함을 넘어서, 몸 전체의 만성 염증을 낮추는 강력한 신호 체계로 이어집니다.

매일 짧은 시간이라도 명상을 지속하는 습관이, 뇌의 구조와 기능을 바꾸어 몸과 마음에 깊은 치유의 물결을 퍼뜨리는 것입니다. 어쩌면 명상은 “내 안에 있는 가장 믿음직한 의사”일지도 모릅니다. 우리를 안전하게 하고, 스스로 회복하도록 돕는 은밀하고도 강력한 동반자. 오늘 하루, 잠시 멈춰 숨을 고르는 시간 속에 뇌가 바뀌고 삶이 달라지는 작은 기적이 숨어 있습니다.

-명상이 면역과 염증에 미치는 과학적 근거

많은 연구에서 명상이 혈액과 세포 수준에서 염증 지표를 감소시키는 효과가 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

예를 들어, 2016년 Biological Psychiatry에 발표된 연구에서는 8주간 마음 챙김 명상 프로그램(Mindfulness-Based Stress Reduction)을 실천한 그룹이 대조군에 비해 C-반응성 단백질(CRP) 수치가 유의하게 감소했으며, 염증성 사이토카인의 분비도 줄어든 것으로 나타났습니다.

또한 2018년 Frontiers in Immunology에 실린 리뷰 논문에서는 명상이 NF-κB 경로를 억제한다는 기전을 소개했는데, 이 경로는 염증 유전자 발현을 조절하는 핵심적인 역할을 합니다. 뿐만 아니라, 류마티스 관절염, 건선, 대사증후군 등 만성질환을 가진 환자들을 대상으로 한 여러 연구에서도 명상이 염증 수치를 낮추고 증상을 완화하는 긍정적인 결과가 보고되고 있습니다.