‘타우 단백질’ 치매 발병 기전 알아냈다… 치료제 개발 가능성 제시

타우 단백질의 신경독성물질 형성·병리현상 유발 원리 밝혀

타우 단백질은 절단되면 미세소관에서 떨어져 나가 자발적으로 응집한다. 그 결과 형성된 신경 독성물질은 신경세포 내부로 침투해 추가적인 타우의 응집과 축삭기시부(세포체·축삭 연결 부위) 손상, 시냅스 가소성 감퇴, 신경세포 사멸을 유도한다. 타우 응집 코어를 생쥐의 해마에 주입했을 때 알츠하이병의 특색과 유사한 뇌 조직 손상과 기억력 감퇴가 유발됐다.   한국보건산업진흥원 제공

국내 연구진이 치매의 원인으로 알려진 ‘타우 단백질’의 분자가 뇌 속에서 얽히고 뭉치는 기전을 최초로 알아냈다. 이를 통해 새로운 개념의 알츠하이머 치매 치료제 개발이 가능할 것으로 기대된다.

한국보건산업진흥원은 이민재 서울대학교 의과대학 교수 등 다학제 연구팀과 김준곤 고려대학교 교수 연구팀이 알츠하이머성 치매의 병인으로 밝혀진 타우 단백질의 섬유화 과정과 신경독성 물질 형성 원리를 최초로 입증했다고 4일 밝혔다. 

타우 단백질은 알츠하이머의 대표적 원인으로 꼽힌다. 알츠하이머 환자의 뇌에서 응집하고 섬유화해 비정상적으로 축적된다. 

연구팀은 알츠하이머를 유발하는 타우 단백질 조각이 뇌 신경세포 내부로 침투하는 과정과 시냅스 기능 억제 기전, 동물의 기억력 감퇴 및 뇌 조직 사멸에 끼치는 영향 등 그간 규명되지 않았던 타우 단백질의 섬유화 현상을 구체적으로 규명했다. 

기존 연구를 통해 아밀로이드 베타나 타우 단백질이 뇌 속에 쌓여 신경세포를 죽이는 독성 물질을 형성하는 것으로 알려져 있긴 하지만 보다 근본적인 발병 기전은 밝혀지지 않아 치료제 개발에 걸림돌이 되고 있는 상황이었다.

연구팀은 타우 단백질이 어떻게 분자 수준에서 섬유화하는지 파악하기 위해 신경독성 물질 형성을 촉진하는 핵심 영역인 응집 코어에 초점을 맞춰 연구를 수행했다. 

그 결과, 내부 절단된 타우 단백질의 일부분이 생리적 환경 조건에서 자발적으로 신경 독성물질을 형성할 수 있으며 정상 타우 단백질까지 신경 독성물질로 전환시킬 수 있는 능력이 있음을 확인했다. 

동물 모델을 이용한 실험에서는 타우 응집 코어를 생쥐의 뇌실 내 해마에 주입하자 신경세포가 사멸하고 신경염증 반응, 기억력 감퇴 등 알츠하이머성 치매와 유사한 행동학적 변화가 일어나는 현상을 보였다. 분자 및 세포 수준에서 규명한 타우 조각의 병리 기전이 동물모델에서도 재현된 것이다.

연구를 주도한 이민재 교수는 “새로운 타우 단백질의 섬유화 및 신경독성 생성 원리를 분자와 세포 그리고 동물 모델 수준으로 밝혀냈다”라며 “후속 연구를 통해 알츠하이머병의 새로운 치료 방법을 제시하는 데 기여할 것”이라고 전했다. 

박선혜 기자 betough@kukinews.com