알츠하이머병 원인 '타우단백질' 제거 방법 찾았다

한-미 공동연구진이 알츠하이머병의 원인으로 꼽히는 '타우단백질'을 제거하는 새로운 기전을 찾아냈다. 게티이미지뱅크 제공

한-미 공동연구진이 알츠하이머병의 원인으로 꼽히는 '타우 단백질'을 제거하는 새로운 기전을 찾아냈다. 알츠하이머병을 효과적으로 예방하고 제어할 수 있는 치료제 개발에 크게 이바지할 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원(생명연)은 이정수 마이크로바이옴융합연구센터 책임연구원팀이 류훈 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원팀, 이정희 미국 보스턴의과대 교수 연구팀과 함께 단백질 항상성 조절에 중요한 단백질로 알려진 발로신 함유 단백질(Valosin-Containing Protein, VCP)을 이용해 타우단백질을 제거하는 새로운 기전을 규명하는 데 성공했다고 18일 밝혔다. 

타우단백질은 세포 내 미세소관과 관계돼 다양한 단백질을 생성하는 유전자인 'MAPT(microtubule-associated protein tau)'에서 생성되는 단백질이다. 뇌에 있는 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질이 비정상적으로 쌓이면서 알츠하이머병이 발생한다고 알려져 있다. 

건강보험심사평가원 통계에 따르면 알츠하이머병 환자 수는 2019년 49만5117명에서 2023년 62만4187명으로 빠르게 증가했다. 2023년 기준 요양급여 비용만 1.9조원에 달해 다른 질환에 비해 치료제 개발이 매우 시급한 상황이다

연구팀은 동물모델에서 인간 타우단백질 발현에 따라 VCP 발현도 함께 변화한다는 사실에 주목했다. 제브라피쉬에서 VCP 발현이 감소하면 타우단백질의 축적이 비정상적으로 증가하는 반면, VCP 발현이 증가할 땐 타우단백질의 응집이 감소했다. VCP 발현을 조절해 타우단백질을 제거하는 기전을 규명한 것이다. 

VCP는 단백질 항상성 유지에 필수적인 단백질이다. 신경계와 근골격계에서 비정상적인 단백질 응집과 세포 사멸을 일으키는 희귀질환인 다기관 단백질 질환(MultiSystem Proteopathy)에 관여하는 것으로 알려졌다. 하지만 타우단백질 제거 기능은 아직 학계에 보고된 바가 없었다.

연구팀은 알츠하이머병 환자의 뇌 조직에서도 역시 VCP와 타우단백질이 반비례하게 존재한다는 것을 임상적으로 확인했다. 연구팀은 VCP 활성촉진제 'SMER-28'과 자가포식 활성촉진제 '라파마이신(rapamycin)'을 함께 투여하면 더욱 강한 타우단백질 제거 효과가 있다는 사실도 밝혀냈다.

이 연구원은 "이번 연구는 아직 명확한 치료제가 없는 알츠하이머병 등의 타우 관련 퇴행성뇌질환 치료에 새로운 접근법을 제시한다”며 “다양한 퇴행성뇌질환의 치료제 개발에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다”라고 밝혔다.

연구는 과기정통부 뇌질환극복연구사업 및 개인기초연구사업, 과기정통부 및 보건복지부 치매극복연구개발사업, 생명연 주요사업, KIST 기관고유사업, 미국국립보건원의 지원으로 수행됐다.

<참고자료>
-DOI: 10.1007/s00401-024-02804-z

[이채린 기자 rini113@donga.com]