기사 메일전송
알츠하이머병 일으키는 ‘타우(Tau) 단백질’의 ‘양성 피드백’ 발견 - 미국 코넬의대 연구진... 소교세포의 변형 타우 포식 둔화로 뉴런 손상 확대 - 알츠하이머병 연구 방향이 ‘베타 아밀로이드’에서 ‘타우’로 바뀌는 계기 될 수도
  • 기사등록 2022-04-19 10:38:28
기사수정

▲ 픽사베이


[트리니티메디컬뉴스=김여리 기자] 인간의 신경계는 크게 중추신경계와 말초신경계로 나뉘며, 각각의 신경계는 뉴런(신경세포)과 교세포로 구성된다. 전체적으로는 뉴런이 약 10%를 차지하고, 나머지 90%는 신경계를 지지하는 교세포(neuro-glia)이다.

 

중추신경계 교세포 가운데 면역 기능을 수행하는 게 바로 ‘소교세포(microglia)’다. 소교세포는 대식세포처럼 신경계의 노폐물 등을 먹어 치운다.

 

신경 퇴행 질환자에게는 공통으로 소교세포의 활성화로 인한 염증이 나타난다. 이 염증을 진정시키면 알츠하이머병 등 주요 신경 퇴행 질환의 진행을 늦출 수 있을 것으로 과학자들은 믿고 있다.

 

그런데, 소교세포의 과잉 활성화와 염증 자극에 변형 타우 단백질이 관여한다는 연구 결과가 나왔다.

 

연합뉴스 보도에 따르면, 타우 단백질은 ‘NF-kB’라는 다기능 신호 경로를 통해 염증성 소교세포의 활성화를 자극하는데, 알츠하이머병이 생긴 생쥐 모델 실험에서 이 신호 경로가 유력한 치료 표적이라는 게 확인됐다.

 

이 신호 경로를 억제하면 소교세포가 염증을 촉진하는 정도를 낮춰 손상된 학습 및 기억기능을 복원할 수 있다는 것이다.

 

타우 단백질이 실처럼 가늘게 변형돼 뒤엉긴 ‘타우 탱글(tau tangles)’이 뇌 조직에 축적되는 것도 알츠하이머병의 주요 특징 중 하나다.

 

미국의 웨일 코넬의대 연구팀이 수행한 연구에 따르면, 신경 퇴행 질환자의 손상된 뇌 부위에는 비정상으로 변형된 타우 탱글이 뉴런 내부에 축적돼 있다. 이런 현상은 알츠하이머병 외에도 파킨슨병, 피크병(Pick disease·치매의 일종), 진행성 핵상마비(progressive supranuclear palsy), 전측두엽 치매(frontotemporal dementia) 등에서 모두 나타난다.

 

동물실험에서 뇌에 타우 탱글을 주입한 결과, 마치 씨앗을 뿌린 것처럼 연쇄반응이 일어나 새로 생긴 타우 탱글이 뇌의 다른 영역으로 확산하는 모습이 관찰됐다. 또 알츠하이머병이나 타우 병증(tauopathy) 환자의 뇌 조직을 검사에서도 타우 탱글의 확산이 질병의 진행과 밀접히 연관돼 있다는 게 확연히 드러났다.

 

연구 논문의 수석저자인 리 간(Li Gan) 신경학 교수는 “NF-kB 신호 경로의 과잉 활성화를 억제하는 게 알츠하이머병과 다른 타우 매개(tau-mediated) 신경 퇴행 질환을 치료하는 좋은 표적이 될 수 있다”고 말했다.

 

하지만, 변형 타우 단백질이 정확히 어떻게 작용해 뇌의 뉴런이 손상되는지는 이번 연구 이전까지 밝혀지지 않았다.

 

이에 착안한 리 간 교수팀은 선행 연구를 통해 타우 탱글이 소교세포를 염증 촉진 상태로 몰아넣을 수 있다는 사실을 확인했다. 이런 상태에서는 소교세포는 평소처럼 효율적으로 타우 탱글을 포식하지 못하는 것은 물론 심지어는 먹어치운 타우 탱글을 다시 토해내기도 했다. 그 결과, 많은 타우 탱글이 새로운 변형 단백질의 씨를 뿌리는 형태로 남아 결국 타우 탱글의 확산으로 이어진다는 것이 연구팀의 설명이다.

 

리 간 교수팀은 이번 연구에서 소교세포가 염증을 촉진하고, 신경 퇴행 질환을 일으키는 상태로 전환하는 메커니즘도 찾아냈다. 이 과정을 주도하는 게 바로 타우 탱글이었다.

 

타우 탱글은 소교세포의 NF-kB 신호 경로를 자극해 소교세포를 염증 촉진 상태로 몰아넣었다. 생쥐실험에서는 이 과정에서 ‘양성 피드백(positive feedback)’이 작동했다. 다시 말해, 소교세포의 NF-kB 경로를 과잉 활성 상태로 유지했더니 타우 탱글의 파종(播種)과 확산을 부추겨 NF-kB 경로가 더욱 활성화된 것이다. 그러나, NF-kB 경로를 차단하면 곧바로 악순환의 고리가 끊겨 타우 탱글의 확산이 눈에 띄게 줄어든다는 사실을 확인했다.

 

연구팀은 이같은 사실을 확인하기 위해 생쥐의 뇌 속 뉴런에서 소교세포의 NF-kB 경로를 비활성으로 전환했다. 그 결과, 소교세포의 염증 촉진이 거의 억제되고, 외형과 유전자 활성 패턴이 정상인 소교세포가 확연히 늘어났다. 아울러 소교세포가 독성 타우의 씨앗을 토해내는 현상이 감소해 생쥐의 인지 및 기억 결함의 진행도 억제됐다.

 

리 간 교수는 “이 연구를 통해 타우 탱글이 내는 독성 효과로 인지 기능이 손상되려면 소교세포의 NF-kB 경로가 관여해야 한다는 사실을 확인했다”면서 “과잉 활성화된 소교세포의 NF-kB 신호 경로를 안정시키는 약이 더 좋은 효과를 낼 수 있다는 걸 알게 됐다”고 설명했다.

 

지난 20여 년간 나온 알츠하이머병 실험 치료제는 대규모 임상 실험에서 모두 실패했다. 이들 치료제는 대부분 베타 아밀로이드 단백질을 표적으로 삼아 질병의 진행을 늦추거나 멈추게 하는 기전을 가진 것들이었다. 이후 최근 들어서야 타우 단백질을 표적으로 하는 연구가 시작되고 있는 상황이다.

 

알츠하이머병 치료제 개발을 위한 연구의 무게 중심이 종전의 베타 아밀로이드에서 타우로 넘어갈지 주목된다. 이 연구 결과는 저널 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’에 12일(현지 시각) 게재됐다.


0
기사수정

다른 곳에 퍼가실 때는 아래 고유 링크 주소를 출처로 사용해주세요.

http://mdtrinity.com/news/view.php?idx=6470
관련기사
노인성질환 전문정보 기사
나도 한마디
※ 로그인 후 의견을 등록하시면, 자신의 의견을 관리하실 수 있습니다. 0/1000
네이처셀 주주전용몰
기획특집 1 - 치매더보기
    게시물이 없습니다.
기획특집 2 - 미세먼지더보기
    게시물이 없습니다.
모바일 버전 바로가기
TOP