뇌 속 별세포가 알츠하이머 치매 치료 가능성 높인다

[이데일리 강민구 기자] 한국과학기술연구원(KIST)은 류훈 뇌질환극복연구단 박사 연구팀이 이창준 기초과학연구원 단장 연구팀, 이정희 보스턴대 의대의대 교수 연구팀과 ‘별세포(Astrocyte)’를 활용해 알츠하이머 치매 치료 원리를 규명하고, 새로운 치료 표적을 제시했다고 25일 밝혔다.

주요 연구자의 증명사진.(왼쪽부터)류훈 한국과학기술연구원 박사, 이정희 보스톤 의대 교수, 이창준 기초과학연구원 단장.(사진=기초과학연구원)

연구팀은 이번 연구를 통해 뇌 속 비신경세포인 별세포의 자가포식(오토파지) 작용이 알츠하이머 치매 환자 뇌 속에서 아밀로이드 베타 올리고머 독성 단백질을 없애고, 기억력과 인지 능력을 회복하는 것을 확인했다.

노인성 치매의 대표적인 사례로 알려진 알츠하이머 치매는 아밀로이드 베타와 같은 독성 단백질이 뇌 안에서 비정상적으로 쌓여 염증 반응과 신경세포 손상을 유발해 나타나는 퇴행성 뇌 질환이다. 학계에서는 별세포가 신경세포 주변의 독성 단백질을 제거하는 것에 주목했으나 과정이 명확히 규명되지 않았다.

오토파지란 세포 스스로 잡아먹는 ‘자가포식’ 과정이다. 연구팀이 세포의 항상성을 유지하는 별세포의 자가포식 작용에 주목해 알츠하이머 환자의 뇌에서 독성 단백질 축적이나 뇌 염증 반응이 발생하면 별세포가 자가포식 작용을 조절하는 유전자를 유도해 대응하고 있음을 관찰했다.

연구팀은 별세포의 자가포식 관련 유전자 조절이 알츠하이머 치매환자의 뇌안에서 아밀로이드 베타 를 효과적으로 제거하는데 작용하는 중요한 기전임을 증명했다.(자료=한국과학기술연구원)

이를 바탕으로 별세포에만 발현하는 자가포식 유전자를 알츠하이머가 유도된 쥐의 뇌에 주입해 손상된 신경세포가 회복되는 과정을 확인했다.

연구팀은 별세포의 자가포식 작용이 아밀로이드 베타 단백질 덩어리를 줄이고, 기억력과 인지기능을 함께 개선할 수 있다는 사실을 입증했다. 특히, 뇌의 기억을 저장하는 해마 부위에서 자가포식 조절 유전자 발현이 증가할 경우, 뇌 조직 내 병리 현상이 줄어드는 사실도 확인했다.

이번 연구는 비신경세포인 별세포를 새로운 알츠하이머 치매 치료제의 표적으로 제시했다는 특징이 있다. 연구팀은 별세포의 자가포식 기능을 강화해 치매 증상을 예방하거나 완화할 수 있는 약물을 찾고, 전임상 연구도 할 계획이다.

류훈 KIST 박사는 “별세포의 자가포식 기능에 따라 신경세포 손상이 조절되고, 치매 뇌에서 인지기능이 조절된다는 사실을 밝혔다”며 “자가포식과 관련된 세포 생물학적 기전을 이해하고, 세포 건강 유지를 위한 기초 연구 발전을 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘분자신경퇴화(Molecular Neurodegeneration)’ 최신 호에 게재됐다.