치매 환자 뇌세포 죽는 것은…바로 ‘이 리보핵산’ 탓?

알츠하이머병 환자의 뇌세포 사멸 원인, ‘독성 RNA 가닥’으로 밝혀져

발병 메커니즘을 완전히 규명해야 알츠하이머병을 완전히 정복할 수 있다. 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질 외에도 연구해야 할 분야가 많다. [사진=게티이미지뱅크]

알츠하이머병에서 뇌 신경세포(뉴런)의 사멸을 일으키는 중요한 원인 중 하나를 밝혀냈다는 연구 결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대 의대 연구팀은 독성 RNA 가닥이 알츠하이머병 신경세포 사멸의 원인이 된다는 사실을 알아냈다고 밝혔다.

이 연구 결과(Death Induced by Survival gene Elimination (DISE) correlates with neurotoxicity in Alzheimer's disease and aging)는 국제학술지 ≪네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)≫에 실렸다. 연구의 책임 저자인 마커스 피터 교수(암 대사)는 "뇌 신경세포의 손상은 치매의 가장 흔한 유형인 알츠하이머병 발병에 중요한 역할을 한다. 독성 RNA 가닥이 신경세포 사멸의 주요 원인이다"라고 말했다.

치매의 일종인 알츠하이머병의 원인은 정확히 규명되지 않고 있다. 만족스러운 치료제가 여전히 개발되지 못하고 있는 주된 이유다. 지금까지 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질의 축적이 알츠하이머병의 2대 원인으로 꼽히고 있다. 알츠하이머병 연구 노력의 90% 이상이 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질에 집중된다. 알츠하이머병의 정확한 발병 메커니즘을 밝혀내기 위해선 더 많은 연구가 필요하다.

노스웨스턴대 의대 연구팀은 알츠하이머병 생쥐 모델, 알츠하이머병 환자와 일반인의 줄기세포 유래 신경세포, 50~60세 수준의 기억력을 가진 80세 이상 노인의 뇌 등 많은 뇌를 분석했다. 또 RNA가 뇌세포 사멸에 어떤 영향을 미치는지에 연구의 초점을 맞췄다.

세포에 존재하는 각종 RNA 가운데 두 가지가 이번 연구와 밀접한 관련이 있다. 메신저RNA(mRNA)라는 긴 RNA와 뉴클레오티드 19~22개로 이뤄진 짧은 가용성 RNA(sRNA)다. 전자는 모든 세포의 기능을 가능하게 하는 단백질 코드를 작성한다. 이는 단백질로 변환되며 수백 또는 수천 개의 뉴클레오타이드로 구성된다. 후자는 mRNA의 활동을 억제한다. mRNA가 단백질로 전환되는 것을 차단한다. 뉴클레오타이드는 핵산(DNA, RNA)의 기본단위다.

연구팀은 이에 앞서 뉴클레오타이드가 6개 밖에 없는 짧은 RNA에 내장된 코드를 발견했다. 이 염기서열이 sRNA의 특정 위치에 존재하면 모든 세포를 죽인다. 연구팀은 이 짧은 서열을 '킬 코드'라고 불렀다. 세포가 죽는 것은 코드를 운반하는 sRNA가 모든 세포의 생존에 중요한 단백질을 코딩하는 mRNA를 선택적으로 억제하기 때문이다.

나이가 듦에 따라 보호 역할을 하는 sRNA의 양이 줄어들고 독성을 가진 sRNA의 양이 늘어난다. 독성 RNA가 더 많이 있으면 보호 기능이 불충분해 알츠하이머병에 걸릴 수 있다. 독성 sRNA는 신경세포를 죽인다. 베타 아밀로이드 단백질과 타우 단백질 덩어리 또는 찌꺼기(플라크)가 어떻게 뉴런을 죽이는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 독성 sRNA는 이 두 가지 단백질의 하류에 있다. 보호 기능을 하는 sRNA의 양을 늘리거나 안정화하고 독성 sRNA를 억제하면 뇌 신경세포가 사멸하지 않도록 할 수 있다.

연구팀은 몇 년 전 새롭고 강력한 항암 메커니즘을 발견하기도 했다. 피터 교수는 "이 메커니즘이 암세포를 죽이는 데는 강력하지만 특정 상황에서는 정상 세포도 죽일 수 있다는 가설을 세웠다"고 말했다. 연구팀은 신경퇴행성 질환처럼 세포 손실을 특징으로 보이는 병을 찾고 있었다. 알츠하이머병 환자는 암에 덜 걸리는 경향이 있다.

연구에 참여하지 않은 캘리포니아주 프로비던스 세인트존스 헬스센터 클리포드 세길 박사(신경과)는 "RNA 기반 치료법이 좋은 결과를 낼 것으로 기대된다"고 말했다. 미국 건강의학매체 '메디컬익스프레스(MedicalXpress)'와의 인터뷰에서다.

김영섭 기자 (edwdkim@kormedi.com)