통증 기전과 관리 2026년 네이처!!

[문형철]

Progress in pain mechanisms and management
(Signal Transduction and Targeted Therapy, 2026년 10월 13일, Vol. 11, Article 444)
DOI: 10.1038/s41392-026-02931-x | Open access 리뷰

저자: Yong-Chang Li, Qian-Qian Chen, Fu-Chao Zhang, Rui-Xia Weng, Timothy W. Xu, Hong-Hong Zhang, Rong Gao, Lian Lian, Rui Li, Guang-Yin Xu 등

통증의 분자·신경회로 기전과 현재·미래 치료 전략을

종합적으로 정리한 대규모 리뷰.

통증을 “제5의 바이탈 사인”으로 보면서,

적응적(“좋은”) 통증과 부적응적(“나쁜”) 만성 통증을 구분한다.

논문이 강조하는 5가지 특징

1. 통증은 양날의 검이다.
2. 적응적 통증 vs 부적응적 만성 통증.
3. 통각수용기(특히 DRG 뉴런)는 **변환(transduction) → 전도(conduction) → 전달(transmission)**의 3단계로 신호를 시작.
4. 통증 전파는 “4×100m 릴레이”처럼 여러 경로를 거쳐 순차적으로 전달된다.
5. 통증은 주요 만성 질환으로 인식된다.

분자 기전

• 이온 채널: NaV1.7, NaV1.8 등 전압의존성 나트륨 채널, TRP 채널 등이 통각 변환과 감작에 핵심.
• 수용체 시스템: 다양한 수용체와 신호전달 경로가 통각 신호를 조절.
• 세포 내 신호: 염증·감작을 매개하는 복잡한 경로들.
• 내장 통증의 특수 경로(미주신경 구심성, PVH-LSV 축 등)와 뉴로펩타이드·퓨린성 수용체도 다룸.

신경회로 기전

• 상행 경로, 하행 조절 시스템, 여러 뇌 영역이 통증의 감각·정서 차원을 함께 부호화.
• 만성 질환(심혈관, 암, 만성 호흡기, 당뇨병 등)과의 연관성도 강조.

치료 전략

현재

• 약물·비약물 중재.

신흥 접근법

• 유전자 치료
• 줄기세포 치료
• 신경조절(neuromodulation)
• 타겟팅된 비오피오이드 치료 (NaV1.7/1.8 억제제, miRNA 조절제, 회로 특이 신경조절 등)
• 인공지능, 개인 맞춤 치료, 오가노이드 등 미래 관점도 포함.

도전 과제와 결론

• 기존 진통제의 부작용, 내장 통증 기전의 불완전한 이해 등이 남아 있음.
• 증상 억제를 넘어 면역 정보 기반·기전 기반 개입으로 지속적·개인화된 질병 수정(disease modification)을 목표로 해야 함.
• 분자·회로 기전에 대한 통찰이 더 안전하고 효과적인 비오피오이드 치료 개발의 기반이 된다.

이 그림은

통증(PAIN)을 중심으로 분자 기전, 신경회로, 만성 질환과의 연관, 치료·미래 관점을

한눈에 정리한 종합 도식입니다.

왼쪽 위: 분자 기전 (Molecular mechanisms)

• DNA, 이온 채널(Ion channels), 수용체(Receptors)가 세포막에서 통각 신호를 변환·조절.
• 통증이 바이탈 사인(체온, 맥박, 호흡, 혈압)과 함께 다뤄짐.

오른쪽 위: 신경회로 기전 (Neural circuit mechanisms)

• 뇌–시상하부–뇌하수체–부신(HPA axis).
• 척수 단면과 상행 통증 경로(Ascending pain pathway).
• 장(내장) 관련 경로도 포함.

중앙: 통증과 만성 질환

• The Five Vital Signs: 통증도 바이탈 사인으로.
• The Five Chronic Diseases: 심혈관 질환, 암, 만성 호흡기 질환, 당뇨병 등과 통증의 연관.
• Good vs Bad: 적응적 통증(Pain) vs 부적응적 만성 통증(Chronic pain).

오른쪽 아래: 중재와 치료 (Intervention and treatment)

• Neuromodulation (신경조절)
• Gene therapy (유전자 치료)
• Stem cell therapy (줄기세포 치료)

왼쪽 아래: 미래 관점 (Future perspectives)

• Artificial intelligence (AI)
• Personalized treatment (개인 맞춤 치료)
• Organoids (오가노이드)

이 그림은

통증 자극이 뉴런(또는 관련 세포)에 어떻게 작용해 이온 채널, 수용체, 세포 내 신호 경로를 통해

통증 신호를 증폭시키는지 보여줍니다.

오른쪽 위 쥐는 통증 자극(Pain stimuli)을 받는 상황을 나타냅니다.

주요 구성 요소

1. 이온 채널 (Ion channels)

• VGSCs (전압의존성 나트륨 채널): Na⁺ 유입 → 활동전위 발생·전도.
• VGCCs (전압의존성 칼슘 채널): Ca²⁺ 유입 → 신경전달물질 방출·흥분성 증가.
• VGKCs (전압의존성 칼륨 채널): K⁺ 유출 → 흥분성 조절.
• TRP: 온도·화학 자극 등 통각 변환.
• NMDA: 중추 감작에 중요.

2. 수용체 (Receptors)

• NK-1R: Substance P(SP)와 결합 → 통증 전달.
• P2X receptor: ATP와 결합 → 흥분성 증가.
• Opioid receptor: 오피오이드 작용 부위 (억제성).
• TrkA: NGF 등 신경영양인자와 연관.

3. 신호전달 경로 (Signal pathways)

• 염증성 사이토카인: IL-1β, IL-6, TNFα → NF-κB, IκB 경로 활성화.
• MAPK 경로: Ras → Raf → MEK → ERK.
• PI3K–Akt 경로.
• 핵 내 NF-κB, Akt, ERK가 유전자 발현을 조절해 감작·지속성 통증에 기여.

한 줄 요약

통증 자극이 이온 채널과 수용체를 통해 들어오면,

염증성 사이토카인과 MAPK·PI3K·NF-κB 등의 신호 경로가 활성화되어

뉴런이 더 예민해지고 통증이 지속·증폭된다는 내용입니다.

이 그림은

**좋은 통증(Good Pain, 생리적 상태)**과 **나쁜 통증(Bad Pain, 병태생리적 상태)**에서

P2X7 수용체(P2X7R)와 DNA 메틸화가 어떻게 다른지 비교합니다.

왼쪽: Good Pain (생리적 조건)

• 뉴런 흥분성 정상.
• DNA 메틸화(Me)와 비메틸화(Un)가 **균형(Balance)**을 이룸.
• CpG 부위에 메틸화가 적절히 유지되어 P2rx7 유전자 발현이 조절됨.
• TET 효소가 적절히 작용하지만 과도하지 않음.
• 결과적으로 P2X7R 발현이 안정적으로 유지되어 정상 통각 반응.

오른쪽: Bad Pain (병태생리적 조건 – 염증/스트레스)

• Inflammation / Stress가 발생.
• TET 효소 활성화 + 전사인자 작용 → DNA 비메틸화(Unmethylated) 증가 → 불균형(Unbalance).
• P2rx7 유전자의 CpG 부위가 탈메틸화되면서 P2X7R 발현 증가.
• P2X7R 증가 → 뉴런 흥분성 상승 (번개 여러 개).
• 염증·스트레스 → 전사인자 → TET → 탈메틸화 → P2X7R↑ → 흥분성↑의 악순환.

핵심 메시지

정상 상태에서는

DNA 메틸화 균형이 P2X7R을 적절히 억제하지만,

염증이나 스트레스가 지속되면 TET에 의한 탈메틸화가 일어나 P2X7R이 과발현되고,

이로 인해 뉴런이 과흥분되어 만성(나쁜) 통증이 유지된다는 내용입니다.

이 그림은

통증이 어떻게 전달되고,

어떤 수준에서 분석되는지를 종합적으로 보여줍니다.

왼쪽: 상행 통각 시스템 (4×100m 릴레이)

1. DRG (후근신경절): 말초 통각 신호를 받음.
2. Spinal cord (척수): 1차 시냅스.
3. Thalamus (시상): 중계.
4. Cortex (피질): 최종 인지.
   → “4×100m 릴레이”처럼 단계적으로 전달.

중앙: 주요 경로와 DRG 뉴런의 3가지 핵심 기능

• Ascending Pain Pathway (상행): 척수 → 시상 → 체성감각피질 등.
• Descending Pain Pathway (하행): PAG, RVM 등을 통해 조절.
• DRG 뉴런의 3가지 기능:
  1. Transduction (변환): P2XR, TRPV1 등으로 유해 자극(피부·관절, 췌장, 위장관 등)을 전기 신호로 전환.
  2. Conduction (전도): Na⁺, K⁺ 채널로 축삭을 따라 전달 (Aδ, C 섬유 등).
  3. Transmission (전달): Ca²⁺ 의존적으로 척수에서 시냅스 전달.

오른쪽: 통증 분석의 3가지 수준

• Neural circuit level: PFC, ACC, HPC, SI, IC, LA, LC, PAG, RVM 등 뇌 영역 간 연결.
• Synaptic level: RVM의 세로토닌 뉴런이 척수 후각에 세로토닌을 방출해 조절.
• Molecular level: 통각수용기에서 ATP → P2X3R, TRPV1, miR-1306-3P 등이 Ca²⁺ 유입을 조절.

한 줄 요약

말초 자극이 DRG에서 변환·전도·전달되어 척수–시상–피질로 올라가고,

하행 경로로 조절되며,

이를 회로·시냅스·분자 수준에서 분석할 수 있다는 종합 도식입니다.

이 그림은

**시상하부 실방핵(PVH)**이

통증을 분류·처리하는 중심(Pain sorting center)으로 작동하는 모습을 보여줍니다.

내장 통증과 체성 통증이 서로 다른 경로로 처리됩니다

.

왼쪽: 입력 경로

• 내장 통증 (Visceral pain): 대장 등 내장 자극 (CRD stimuli) → DRG → 척수 → PVH.
• 체성 통증 (Somatic pain): 피부·발 등 기계적 자극 (VFF stimuli) → DRG → 척수 → PVH.
  둘 다 PVH로 수렴합니다.

오른쪽 위: 내장 통증 처리

• PVH 뉴런 (P2X3R 관련) → LSV (lateral septal nucleus 등)로 투사.
• 이 경로가 내장 통증을 매개·증폭.

오른쪽 아래: 체성 통증 처리

• PVH 뉴런 (VIPR2 관련) → ZIC 영역으로 투사.
• 이 경로가 체성 통증을 매개.

핵심 메시지

PVH는 내장 통증과 체성 통증을 서로 다른 수용체·하류 회로(P2X3R → LSV vs VIPR2 → ZIC)로 구분해서 처리하는 “통증 분류 센터” 역할을 한다는 내용입니다. 내장 통증의 특수성을 강조하는 도식입니다.

이 원형 도식은

통증 치료(Intervention and Treatment)를

약물 치료, 비약물 치료, 치료 전략으로 나눠 정리한 것입니다.

중심

• Intervention and Treatment

왼쪽~위: Pharmacological treatments (약물 치료)

• Anesthesia for pain: Propofol, Bupivacaine, Lidocaine, Isoflurane 등.
• Analgesic drugs for pain: Opioid, Gefapixant, SBI-810, Anticonvulsant 등.
• Nerve blockade therapy: Nerve block.

오른쪽: Non-Pharmacological treatments (비약물 치료)

• Neuromodulation: rTMS, tDCS, SCS (척수 자극).
• Exercise therapy: 운동.
• Pain education: 통증 교육.

아래~왼쪽: Therapeutic strategies (치료 전략)

• Stem cell therapy: Exosomes, MSCs (중간엽 줄기세포).
• Gene therapy: siRNA, shRNA, Viral vector.
• Behavioral therapy: Cognition(인지)–Emotion(정서)–Behavior(행동) 순환.

한 줄 요약

전통적 약물·마취·신경차단부터 신경조절·운동·교육, 그리고 줄기세포·유전자·행동 치료까지 통증 관리의 다양한 접근법을 한 바퀴로 보여주는 종합 도식입니다.

이 원형 도식은 통증 연구의

**현재 도전 과제(Current Challenges)**와

**미래 방향(Future Directions)**을 대비해서 보여줍니다.

중앙에 음양(陰陽) 같은 구분이 있습니다.

왼쪽: Current Challenges (현재 도전 과제)

• Translation failures: 동물 모델 결과가 사람에게 잘 안 옮겨짐.
• Visceral-specific barriers: 내장 통증의 특수성·장벽.
• Treatment limitations: 기존 치료의 한계 (쥐 + 약).
• Mechanistic understanding gaps: 기전 이해의 공백 (뇌 자극 등).
• Analgesic target failure: 진통 타겟 실패 (채널·수용체 수준).

오른쪽: Future Directions (미래 방향)

• Neuroimaging and circuit: 뇌 영상과 회로 연구.
• Multi-omics and single-cell: 다중 오믹스·단일세포 분석.
• Pain resilience: 통증 회복력/탄력성 연구.
• Circuit-based therapeutics: 회로 기반 치료.
• Precision pain medicine: 정밀 통증 의학.

한 줄 요약

동물-사람 간 번역 실패, 내장 통증의 특수성, 기전 이해 부족, 치료 한계 등의 현재 문제를 넘어, 신경영상·다중오믹스·회로 기반·정밀의학으로 나아가야 한다는 방향을 제시하는 그림입니다.