‘치매 원인’ 최초 규명…치매치료제 개발 단초 될 듯

[김종훈 기자]
fun@chosun.com
등록 2020.11.17 11:01

중증 반응성 별세포에서 과산화수소 과량 생성
산화 스트레스가 치매 발병 원인

중증 반응성 별세포에 의한 신경세포 사멸 및 치매 병증 유도 기작/기초과학연구원

국내 연구진이 치매의 원인을 찾아내는 쾌거를 거뒀다. 우리 뇌 속에 반응성 별세포가 생산하는 과산화수소로 인한 산화 스트레스가 치매를 유발한다는 것을 최초로 밝혀낸 것이다.

바이오가 차세대 먹거리로 떠오른 가운데 한국이 치매 치료제 개발에 첨병이 될 것이란 기대감이 커지고 있다. 치매는 전세계가 연구하고 있지만 치료제를 개발하지 못해 여러 가지 사회적 비용을 초래하고 있다는 점에서 큰 성과로 볼 수 있다. 또한 최초로 치료제를 개발하게 될 경우 얻을 수 있는 경제적 이익 또한 막대할 전망이다.

17일 국제 학술지인 네이처 뉴로사이언스는 이창준 기초과학연구원의 인지 및 사회성 연구단장, 전희정 선임연구원 등 연구팀과 한국과학기술연구원 산하 뇌과학연구소의 류훈 단장 연구팀의 연구 결과를 실었다.

연구팀은 치매 초기에 나타나는 반응성 별세포에 의한 신경세포 사멸과 치매 증상이 유도되는 원리에 대해 처음 밝혔다. 연구팀은 뇌가 독성 물질을 분해하는 과정에서 나타나는 반응성 별세포가 치매 초기에도 나타난다는 사실에 주목했다. 이를 통해 중증 반응성 별세포가 신경세포의 사멸과 치매를 유도한다는 사실을 실험적으로 증명했다.

연구팀은 별세포의 반응성을 조절한 동물 모델을 개발했다. 이를 통해 경증 반응성 별세포는 자연적으로 회복되는 반면, 중증 반응성 별세포는 비가역적으로 신경세포를 사멸시키고 치매를 진행시킨다는 사실을 확인했다. 이는 별세포에 의한 독성 물질 분해 과정에서 활성화된 모노아민 산화효소 B(MAO-B) 단백질과 이로 인해 과량 생성된 활성 산소의 한 종류인 과산화수소가 중증 반응성 별세포를 유발하기 때문이다. 특히 과산화수소에 의한 산화스트레스는 뇌염증, 질산화 스트레스, 타우 병증 등도 유도해 신경세포를 사멸시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 이같은 기전을 3차원(3D)으로 구현한 인간 세포 치매 모델과 사후 치매 환자의 뇌에서도 동일하게 관찰했다.

전희정 선임연구원은 "뇌의 독성물질과 함께 스트레스, 뇌손상, 바이러스 감염 등에 의한 산화 스트레스 증가로 중증 반응성 별세포가 발생할 수 있는데, 이를 막으면 치매의 진행을 차단할 수 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 치매의 핵심 원인을 발견했다는 점에서 의미가 크다. 지난 수년간 치매 치료제 개발은 주로 아밀로이드 독성 물질인 아밀로이드베타가 치매의 원인 물질이라는 가설에 근거해 진행됐다. 하지만 항체치료제 등으로 아밀로이드베타를 제거한 후에도 중증 치매가 지속되거나, 아밀로이드베타가 증가해도 치매가 보이지 않는 현상이 일어나곤 했다.
연구팀은 별세포의 반응성을 활용해 치매를 조기 진단하거나 새로운 치료법을 찾을 수 있을 것으로 예상했다. 연구팀은 반응성 별세포를 대상으로 과산화수소를 줄이는 것만으로 치매 진행을 억제할 수 있었다는 점에서, MAO-B 또는 과산화수소를 표적으로 하는 치매의 새로운 진단 및 치료 전략을 세우고 수행할 계획이라고 밝혔다.

경증 또는 중증 반응성 별세포

류훈 단장은 "치매 환자의 뇌에서는 반응성 별세포가 신경세포를 손상시키는 원인으로 작용해 이 반응성 별세포의 비정상적 활성을 제어하는 연구가 중요하다"고 말했다. 이창준 단장은 "지금까지 알츠하이머 치매의 부산물로만 여겼던 반응성 별세포가 신경세포사멸의 주원인임을 새롭게 밝혀서 기쁘다"라며 "치매로 고통 받는 환자들에게 조금이라도 도움이 되길 바란다"고 전했다.