뇌 활동 조절하는 ‘별세포’로 알츠하이머병 치료한다

KIST·IBS·미 보스턴대 공동 연구진

미국 보스턴 브리검 여성병원 알츠하이머 연구 및 치료 센터에서 촬영한 알츠하이머병 환자의 뇌 양전자방출단층촬영(PET) 영상(오른쪽). 최근 연구에 따르면 뇌 신경세포의 활동을 조절하는 별세포가 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드 베타 덩어리를 제거하는 역할을 한다는 것이 알려졌다./로이터 연합뉴스

한국과 미국 공동 연구진이 알츠하이머병의 새로운 치료법을 찾는 데 성공했다. 알츠하이머병을 유발하는 원인 물질을 제거하는 세포를 새롭게 발견한 것이다. 알츠하이머병 정복을 위한 새로운 시도가 가능해질 전망이다.

류훈 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원과 이창중 기초과학연구원(IBS) 단장, 이정희 미국 보스턴대 의대 교수가 이끄는 공동 연구진은 별세포(Astrocyte)가 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드 베타 덩어리를 제거하는 역할을 한다는 것을 확인했다고 25일 밝혔다.

별세포는 별 모양으로 생긴 세포다. 뇌 세포의 절반 이상이 별세포로 이뤄져 있으며, 억제성 신경물질인 가바(GABA)를 분비해 신경세포의 반응 강도를 세분화하는 역할을 한다. 덕분에 우리 뇌는 감각의 세기에 따라 다양한 반응을 할 수 있다.

알츠하이머병은 치매 증상을 일으키는 주요 질병이다. 알츠하이머병은 뇌 신경 세포를 보호하는 아밀로이드 베타 단백질이 덩어리를 만들어 오히려 신경세포를 죽여 발생하는 것으로 알려졌다. 별세포가 이 같은 독성 단백질을 분해하는 역할을 하는 것으로 알려졌으나 자세한 방법은 아직 알려지지 않고 있다.

연구진은 별세포의 자가포식이 아밀로이드 베타 덩어리를 없애는 핵심 과정이라는 것을 확인했다. 오토파지는 노화된 세포가 스스로를 잡아먹는 ‘자가포식’ 과정이다. 알츠하이머병 환자의 별세포는 독성 단백질이 만들어지면 자가포식 과정을 통해 이를 제거하는 것으로 나타났다.

연구진은 별세포에서만 발현되는 자가포식 관련 유전자를 알츠하이머병에 걸린 쥐의 뇌에 주입했다. 그 결과, 아밀로이드 베타 덩어리의 양이 감소하며 손상된 신경세포가 다시 회복되는 현상을 관찰하는 데 성공했다. 기억력과 인지 능력도 회복돼 알츠하이머병으로 나타나는 증상을 완화하는 것도 확인했다.

연구진은 이번 연구 결과가 알츠하이머병의 새로운 치료법으로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 기존에는 치료제 개발을 위해 신경세포에 집중해왔으나, 비신경세포인 별세포를 이용한 새로운 치료제 개발도 가능할 것이라는 전망이다. 연구진은 별세포의 자가포식 기능을 강화해 치매 증상을 예방하거나 완화할 수 있는 약물을 찾아 효능을 확인할 예정이다.

류 책임연구원은 “별세포의 자가포식 기능에 따라 신경세포의 손상이 조절되고, 치매 뇌에서는 인지 기능도 조절할 수 있다는 것을 알아낸 연구”라며 “자가포식과 관련된 세포 생물학적 이해를 통해 세포 내 노폐물 제거와 세포 건강 유지에 관한 기초 연구의 발전을 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘분자 신경변성’에 지난 23일 소개됐다.

참고 자료

Molecular Neurodegeneration(2024), DOI: https://doi.org/10.1186/s13024-024-00740-w

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