뇌 영상 하나로 `알츠하이머 치매` 조기진단 길 열린다

국내 연구진 뇌 이미징 기술 개발
반응성 별세포·신경세포 임상진단

IBS는 알츠하이머 치매 뇌에서 나타나는 반응성 별세포와 이로 인한 신경세포 대사 저하를 영상화하는 데 성공했다. 사진은 아세트산의 이상 과다흡수를 통해 촉진되는 반응성 별세포화와 이에 의한 신경세포 대사 및 기능 저하 기전 IBS 제공

국내 연구진이 알츠하이머 치매를 조기 진단할 수 있는 뇌 이미징 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 이창준 인지 및 사회성 연구단 단장 연구팀이 윤미진 세브란스병원 교수, 류훈 한국과학기술연구원(KIST) 박사 연구팀과 공동으로 알츠하이머 치매 뇌에서 나타나는 반응성 별세포와 신경세포 대사 저하를 영상화하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

노인성 치매의 대표적 원인 중 하나인 알츠하이머 치매는 뇌 염증반응을 동반하는 것으로 알려져 있다. 뇌 염증반응이 일어날 때 가장 먼저 나타나는 현상은 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별 모양의 비신경세포인 별세포의 크기와 기능이 변하는 반응성 별세포화다. 알츠하이머 치매에서 반응성 별세포가 임상적으로 중요함에도 불구하고,이 세포를 영상화해 관찰·진단할 수 있는 뇌신경 이미징 기술은 아직 개발되지 않았다.

연구팀은 탄소11-아세트산과 불소18-플루오로데옥시글루코오스를 함께 활용한 양전자 방출 단층 촬영(PET) 영상으로 알츠하이머 환자에서 반응성 별세포와 이로 인한 신경세포의 포도당 대사 저하를 영상화했다. 탄소11-아세트산은 추적물질인 아세트산을 흡수하는 세포를 영상화해 주로 암 진단에 사용되고, 불소18-플루오로데옥시글루코오스는 포도당을 추적해 뇌 활성을 모니터링하는 데 쓰인다.

연구팀은 반응성 별세포 유도 동물모델을 PET 영상 촬영으로 확인한 결과, 반응성 별세포화가 반응성 별세포의 아세트산 대사를 활성화시키고, 주변 신경세포의 포도당 대사 억제를 유도하는 것을 밝혀냈다. 또 아세트산이 반응성 별세포화를 촉진시켜 푸트레신과 가바 생성을 유도해 치매를 유발함을 알아냈다.

연구팀은 반응성 별세포화를 억제하거나 별세포에서 특이적으로 발현하는 모노카복실산 수송체1(MCT1)의 발현을 억제했을 때 별세포의 아세트산 대사와 주변 신경세포의 포도당 대사가 정상적으로 회복되는 것을 확인했다. 이런 대사 변화는 다양한 알츠하이머 동물 모델과 실제 알츠하이머 환자에게도 동일하게 발견됐고, 대사변화가 심할수록 알츠하이머 환자의 인지 기능도 크게 저하됐다고 연구팀은 설명했다.

이창준 IBS 단장은 "탄소11-아세트산과 불소18-플루오로데옥시글루코오스를 활용한 PET 영상이 반응성 별세포와 기능적으로 억제된 신경세포를 임상 수준에서 진단하는 데 활용될 수 있음을 규명한 것으로 알츠하이머 치매의 조기 진단 가능성을 보여줬다"며 "아세트산의 이동통로가 되는 MCT1이 새로운 알츠하이머 치매 치료 타깃이 될 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 뇌과학 분야의 국제 학술지 '브레인(17일자)' 온라인에 게재됐다. 이준기기자 bongchu@