IBS, 뇌 속 '별세포'에서 치매 기억력 저하 이유 찾아…기억 손상 조절 단백질 'SIRT2' 규명

우리 연구진이 알츠하이머 치매 기억력 저하에 관여하는 뇌 속 단백질을 새롭게 밝혀냈다.

기초과학연구원(IBS·원장 노도영)은 뇌 속 별세포가 발현하는 단백질 '시트루인2(SIRT2)'가 기억력 손상을 유발하는 신경전달물질 생성 조절 핵심 단백질임을 규명하고, 이를 억제해 단기 기억력 회복이 가능함을 입증했다고 14일 밝혔다.

알츠하이머 모델 생쥐에서 별세포 SIRT2 발현 증가와 기억력 회복 효과

이창준 인지 및 사회성 연구단장, 므리둘라 발라 박사후연구원팀이 이룬 성과다.

별세포는 뇌세포 절반 이상을 차지하는 별모양 비신경세포다. 알츠하이머 등 질병 환경에서 별세포 수·크기가 증가하며 '반응성 별세포'로 변해 신경 퇴행에 깊게 관여하는 것으로 알려져 있다.

반응성 별세포에서 요소회로가 활성화되면 중간 대사물질인 푸트레신을 생성하고, 이 푸트레신은 모노아민 산화효소-B(MAO-B)를 거쳐 억제성 신경전달물질인 가바(GABA)와 활성산소인 과산화수소를 과도하게 생성한다. 과생성 가바는 뇌 신호전달을 억제해 기억력 감퇴를 유발하며, 과산화수소는 신경세포를 손상시켜 알츠하이머 증상을 악화시킨다.

연구진은 가바 생성 조절 열쇠로 SIRT2에 주목했다. SIRT2는 가바 생성 경로 마지막 단계에 관여하는 단백질이다.

별세포의 SIRT2를 억제한 결과 가바 생성이 절반 가까이 감소했으며, 신경세포 억제 작용도 약 30~40% 감소했다. 또 SIRT2를 억제한 생쥐 대상 미로 실험에서도 손상된 단기 기억이 정상 수준 가까이 회복됐다.

이창준 IBS 인지 및 사회성 연구단장(공동교신저자)

연구진은 SIRT2가 가바 생성을 결정짓는 핵심 효소임을 분명히 하고자 대사 경로 앞 단계에서 작용하는 또 다른 단백질 '알데히드 탈수소효소 1A1(ALDH1A1)' 역할도 함께 확인했다. ALDH1A1을 억제했을 때도 가바 생성이 감소했지만, SIRT2 억제 때만큼 완전히 차단되지는 않았다. 이는 SIRT2가 가바 생성 경로 마지막 단계를 조절하는 핵심 효소임을 뒷받침한다.

므리둘라 발라 박사후연구원은 “현재 알츠하이머 치료에 사용되는 MAO-B 억제제는 가바·과산화수소를 광범위하게 억제하지만, SIRT2와 ALDH1A1은 가바만을 선택적으로 감소시킬 수 있다”며, “가바와 과산화수소가 각각 치매에 어떤 영향을 미치는지 심층 연구할 중요 단서를 확보한 것”이라고 설명했다.

이창준 IBS 단장은 “별세포 대사 경로를 조절해 알츠하이머 치매 기억력 저하 완화 가능성을 제시했다”며 “특히 SIRT2는 가바 생성을 선택적 조절하는 핵심 표적으로, 정밀 치매 치료제 개발의 유효 타깃이 되길 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 '몰레큘러 뉴로디제너레이션'에 지난 1월 온라인 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com