‘알츠하이머병 주범’, 100년 비밀 풀렸다

 

벨기에 연구팀, 주요원인 물질 아밀로이드 플라크 발병 규명

뇌 조직 유지하는 신경교세포 영향…유전자 ‘동시 발현’ 유도

알츠하이머병이 발견된 지 100년이 훌쩍 넘었지만, 아직 효과적인 치료법은 나오지 않았다.

알츠하이머병 환자의 뇌에선 아밀로이드 베타 단백질이 비정상으로 뒤엉킨 플라크(신경반)가 많이 발견된다.

그러나 아밀로이드 베타 플라크가 알츠하이머병의 주요 원인 물질로 꼽히는 건 거의 임상적 관찰 결과에 의존한다. 실제로 이런 플라크가 발병 과정에 어떻게 작용하는지는 그동안 잘 알지 못했다.

오랜 세월 베일에 싸여 있던 아밀로이드 플라크의 비밀을 마침내 벨기에 루뱅 가톨릭대 과학자들이 풀어냈다.

아밀로이드 베타 플라크가 뇌 신경조직에 침적하면 주변의 신경교세포에 직접 영향을 미쳐, 유전자의 다세포 동시 발현 등을 유도하는 것으로 밝혀졌다.

이 대학 플랑드르 생명공학 연구소(VIB-KU Leuven)의 바르트 더스트로퍼르 교수팀은 22일 저널 ‘셀(Cell)’에 관련 논문을 발표했다.

연구팀은 전체 유전체를 샅샅이 훑어, 아밀로이드 플라크 침적에 따른 전사체 변화를 뇌 신경 조직의 수백 개 미세영역별로 분석했다.

그러다가 아밀로이드 베타 침적에 아주 민감하게 반응하는 두 개의 동시 발현(co-expression) 유전자 망을 생쥐 모델에서 발견했다.

아밀로이드 베타의 침적량이 늘어나면, 플라크에 의해 유도된 57개 이상의 유전자가 여러 세포에서 동시 발현 반응을 보였다.

이들 유전자는 모두, 신경세포(뉴런) 사이를 메우고 지지하는 신경교세포에서 발현했다.

크게 보면 성상교세포(astroglia)와 소교세포(microglia)가 한 그룹을, 희돌기교세포(oligodendrocytes)가 다른 한 그룹을 형성했다.

특히 성상교세포와 소교세포 그룹의 유전자는 아밀로이드 플라크가 생겨야 동시에 발현했다.

희돌기 교세포 그룹의 유전자는 약한 아밀로이드 스트레스에서 발현했다가 침적량이 증가하면 발현도가 뚝 떨어졌다. 뉴런의 축삭을 둘러싸고 있는 희돌기 교세포는 수초를 생성하고 유지하는 역할을 한다.

아밀로이드 베타의 침적량과 연동하는 이들 유전자의 발현 패턴은 대부분 인간의 뇌 조직 샘플 실험에서도 비슷하게 나타났다.

더스트로퍼르 교수는 “아밀로이드 플라크를 알츠하이머병의 ‘순진한 방관자’로 보는 선행연구 보고도 있었지만, 전혀 사실이 아니라는 게 입증됐다”라면서 “아밀로이드 플라크는 뇌 신경조직 유지에 필수적인 주위의 신경교로부터 강한 유전자 협응 반응을 유도한다”라고 말했다.

그러나 아밀로이드 플라크를 제거하면 이런 세포 과정이 반전될지는 아직 불확실하다고 한다.

현재 개발 과정에 있는 항체 치료제가 아밀로이드 플라크와 결합한다고 해도 신경교세포 유전자의 동시 발현 반응까지 조절할지는 미지수라는 것이다.

뇌 신경 조직에 침적한 아밀로이드 플라크 이미지 [연합뉴스 자료사진]