MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine)는 유기 화합물로, 테트라하이드로피리딘(tetrahydropyridine) 계열에 속한다. 단독으로는 신경 활성을 가지지 않지만, 체내에서 대사되어 생성되는 대사산물 MPP⁺(1-methyl-4-phenylpyridinium)가 강력한 신경독성(neurotoxin)을 나타내는 것으로 알려져 있다.
화학적 특징 MPTP의 화학식은 C₁₂H₁₅N이며, 분자량은 173.25 g/mol이다. 지용성(lipophilic) 화합물로서 혈액-뇌 장벽(blood–brain barrier)을 통과할 수 있는 성질을 가진다. 뇌 내에서 별아교세포(astrocyte)에 존재하는 모노아민 산화 효소 B(MAO-B, monoamine oxidase B)에 의해 대사되어 독성 양이온인 MPP⁺로 전환된다.
독성 기전 MPP⁺는 주로 흑색질 치밀부(substantia nigra pars compacta)의 도파민 생성 뉴런을 선택적으로 파괴한다. 이는 MPP⁺가 미토콘드리아 전자전달계의 복합체 I(complex I)을 저해하여 ATP 생성을 차단하고, 자유 라디칼(free radical) 축적을 유발함으로써 세포 사멸을 초래하기 때문이다. 특히 도파민 수송체(dopamine transporter, DAT)가 MPP⁺에 높은 친화력을 가지므로 도파민성 뉴런이 선택적으로 손상된다.
역사적 발견 1976년, 미국 메릴랜드주의 한 화학 대학원생이 합성 마약 MPPP(desmethylprodine)를 불법 제조하는 과정에서 부산물로 MPTP가 생성되었고, 이를 자가 주사한 후 파킨슨병 유사 증상이 발현되었다. 1983년에는 캘리포니아주 산타클라라에서 MPTP에 오염된 MPPP를 투약한 네 명의 환자에게서 심각한 파킨슨증(Parkinsonism)이 보고되었다. 신경과 의사 J. 윌리엄 랭스턴(J. William Langston)과 국립보건원(NIH) 연구진이 MPTP가 원인 물질임을 규명하였다.
파킨슨병 연구에의 기여 MPTP는 영장류(인간 포함)에서 파킨슨병과 거의 동일한 증상과 뇌 병리를 유발하므로, 파킨슨병의 동물 모델 확립에 널리 사용된다. 설치류(특히 쥐)는 MPTP에 대한 저항성이 높아 증상 발현이 어려우나, 일부 마우스 계통에서는 만성적 파킨슨증 유도가 가능한 것으로 보고된다. MPTP 모델은 태아 조직 이식, 시상하핵 전기 자극, 줄기세포 연구 등 다양한 치료법 개발에 기여하였다.
산업적 용도 및 유사체 MPTP는 1947년 Ziering 등에 의해 진통제 후보 물질로 처음 합성되었으나, 원숭이 실험에서 파킨슨 유사 증상이 발견되어 개발이 중단되었다. 산업적으로는 MPP⁺의 염화물 형태인 사이퍼쿼트(cyperquat)가 제초제로 사용된 바 있으나 현재는 사용되지 않는다. 유사체로는 2′-NH₂-MPTP, 2′-CH₃-MPTP 등이 있으며, 파킨슨 연구에서 비교 대상으로 활용된다.
참고 사항 MPTP 중독은 MAO-B 억제제(예: 셀레길린) 투여로 독성 대사를 차단하여 증상을 완화할 수 있다. MPTP 자체는 항상 위험하지 않으나, 체내 대사 과정에서 생성되는 MPP⁺가 실질적 독성 원인이다.
