서울대, 알츠하이머병 예방 및 치료 가능성 열어

 - 뇌 면역세포의 기능 상실 원인 발견 -

 - 대사시스템 조절을 통한 뇌 면역세포의 기능회복 효과 확인 -

<출처 : 과학기술정보통신부>

□ 국내 연구진이 뇌 면역세포의 기능회복을 통해 알츠하이머병을 치료할 수 있는 가능성을 확인하였다.

□ 서울대학교 묵인희 교수, 백성훈 박사, 강석조 박사 연구팀이 뇌 면역세포인 미세아교세포가 알츠하이머병에서 기능을 상실하는 원인을 규명하고 면역기능을 회복시켜 치료효과를 거둘 수 있음을 확인했다고 과학기술정보통신부(장관 유영민, 이하 ‘과기정통부’)는 밝혔다. 

 ㅇ 이번 연구결과는 학계에서 우수성이 인정되어 세계적인 학술지 ‘셀’ (Cell)의 자매지인 ‘셀 메타볼리즘’ (Cell Metabolism, IF=22.5)에 6월 28일 게재되었다.

  ※ 논문명: A breakdown in metabolic reprogramming causes microglia dysfunction in Alzheimer’s disease.

  ※ 저자 정보: 백성훈(서울대학교, 제1저자), 강석조(서울대학교, 제1저자), 묵인희(서울대학교, 교신저자) 포함 총 7명

□ 알츠하이머병은 노인성 치매의 약 70%를 차지하는 질환으로서, 뇌 실질에 비정상적으로 축적되는 베타 아밀로이드 단백질에 의해 신경세포가 손상되며, 기억력을 포함한 인지기능이 점진적으로 악화되는 만성 퇴행성 신경질환이다.

□ 뇌 면역세포인 미세아교세포는 평상시 주변을 탐지·보수하는 신경교세포인데, 알츠하이머병의 주요 원인물질 중의 하나인 베타 아밀로이드 단백질을 감지하면 활성화되어 베타 아밀로이드 단백질을 포식·분해하는 청소부 역할을 한다.

 ㅇ 이와 같은 미세아교세포의 기능은 잘 알려져 있지만, 미세아교세포의 면역기능이 어떻게 활성화되고 알츠하이머병에서 어떻게 기능을 상실하게 되는지에 대한 정확한 기전은 지금까지 알려진 바가 없다.

□ 연구팀은 미세아교세포가 베타 아밀로이드를 제거하는데 필요한 에너지를 생성하는 대사과정*을 실시간으로 확인함으로써 알츠하이머병에서 미세아교세포의 역할을 규명하고자 하였다.

  * 생물체가 외부로부터 흡수한 물질을 분해 혹은 합성하여 에너지를 얻는 과정

□ 실험 결과, 미세아교세포는 베타 아밀로이드에 노출되면 에너지 생성 속도를 높여 베타 아밀로이드를 포식․분해하는데 필요한 에너지를 얻는다는 것이 확인되었다. 

 ㅇ 베타 아밀로이드에 급성으로 노출된 정상 미세아교세포는 에너지생성과정이 속도가 느린 미토콘드리아의 산화적 인산화*(燐酸化)에서 속도가 빠른 해당(解糖)과정**으로 전환되는 대사재편성(metabolic reprogramming)을 보였다. 

   * ADP(아데노신이인산)라는 유기화합물에 인산이 결합하여 생물활동에 필요한 다량의 에너지를 방출하는 ATP(아데노신삼인산)를 만드는 과정

   ** 포도당을 산소의 도움 없이 분해시켜 ATP 분자를 짧은 시간에 다량 생성

□ 반면, 만성적으로 베타 아밀로이드에 노출된 알츠하이머병 뇌 조직의 미세아교세포는 산화적 인산화와 해당과정이 모두 손상되어 에너지 생산을 못하는 대사결손 상태에 이르고, 이로 인하여 면역기능장애가 발생함을 발견하였다.

□ 이에 연구진은 대사촉진기능이 알려진 감마인터페론을 유전자변형 치매 마우스에 처리하여 대사결손 상태였던 미세아교세포의 해당과정을 회복시키고 변화를 관찰하였다.

 ㅇ 그 결과, 베타 아밀로이드 단백질을 포획하는 면역기능이 다시 활성화되었고, 인지능력 또한 회복됨을 확인하였다.

□ 이번 연구결과는 알츠하이머병에서 뇌 면역세포인 미세아교세포가 어떠한 대사과정을 통해 베타 아밀로이드를 제거하는지를 규명하였으며 미세아교세포의 대사촉진을 통해 알츠하이머병을 치료하는 새로운 접근법을 제시한 것으로 평가된다.

□ 묵인희 교수는 “현재 임상적으로 알츠하이머병에 사용되는 약물은 근본적 치료제가 아닌 증상완화제뿐이고 그동안 신경세포의 사멸을 막고, 활성화시키는 연구들이 진행되어 왔지만 임상시험에서 실패해왔다.”라면서,

 ㅇ “본 연구는 신경세포가 아닌 뇌 면역세포의 조절을 통한 뇌 환경의 정상화 가능성을 보여주어, 향후 알츠하이머 극복에 한걸음 더 다가가는 계기가 될 것이라 기대한다.”라고 말했다.

□ 이 연구는 과기정통부의 뇌과학원천기술개발사업, 중견연구자 사업 및 MRC 집단연구 지원 등으로 수행되었다.