알츠하이머 초기 신경세포 시냅스 손상 원인 찾았다

한국뇌연구원

최영식 한국뇌연구원 뇌발달질환연구그룹 책임연구원(왼쪽)과 장재명 연구원(제1저자).

국내 연구진이 알츠하이머 치매 초기 단계에 발생하는 신경세포 시냅스 손상 원인을 규명했다. 

한국뇌연구원은 최영식 뇌발달질환연구그룹 책임연구원 연구팀이 알츠하이머 발병 초기 신경세포의 시냅스 손상 원인을 알아내고 연구결과를 국제학술지 ‘신경병리학회보’ 최신호에 발표했다고 12일 밝혔다. 

알츠하이머 치매는 아밀로이드 베타 단백질이 세포 외부에 쌓여 형성되는 ‘아밀로이드 플라크’로 뇌 신경세포가 죽는 게 주요 발병 원인 중 하나다. 아밀로이드 플라크가 늘어나기 전에도 초기 치매 환자의 신경세포 시냅스 손상이 일어나지만 원인은 아직 규명되지 않았다. 

연구팀은 기억을 저장하는 뇌 부위인 해마의 신경세포 시냅스가 분자 수준에서 어떠한 메커니즘으로 손상이 일어나는지 연구했다. 

신경세포는 다른 신경세포로 신호를 전달하는 축삭돌기가 뻗어 있다. 축삭돌기와 다른 신경세포 간 연결 부위를 시냅스라고 한다. 시냅스 손상은 주로 축삭돌기의 엔도좀-리소좀 경로가 망가져 세포 바깥으로 독성 단백질이 빠져나가지 못하면서 일어난다. 

연구팀은 연구장비기업 얼라인드 제네틱스와 공동 개발한 ‘3차원 뇌투명화 기술’과 ‘고도화된 시냅스 단백체 분석 기술’을 이용해 신경세포에서 분비되는 소포체가 바깥으로 나가지 못하고 축삭돌기 안에 쌓여 시냅스 손상이 일어난다는 점을 확인했다. 

또 단일세포전사체 분석 기술 등을 통해 신경세포 바깥으로 돋아나 세포의 외부신호를 해석하는 역할을 하는 일차섬모에 문제가 생긴 신경세포가 특히 빨리 손상된다는 점을 규명했다. 단일 세포 수준에서 알츠하이머 치매에 취약한 신경세포를 확인한 셈이다.

최 책임연구원은 “이번 연구는 치매 발병 초기에 뇌 신경세포의 시냅스 손상이 일어나는 메커니즘을 밝혔다는 데 의의가 있다”며 “아밀로이드 베타 단백질에 의한 신경세포 축삭돌기 손상을 이해하기 위해 뇌 오가노이드 모델과 타우 섬유화 모델 등을 접목한 다양한 연구들을 진행하고 있으며 이는 뇌인지 장애를 억제하거나 지연하는 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

이어 “최근 이전보다 개선된 치매 치료제 등이 나와 효과를 보이고 있다”며 “시냅스 손상을 억제하는 약물 개발로 보다 더 효과적인 치료 약물을 개발할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]