치매로 기억이 흐려지는 이유를 찾았다. 알츠하이머 치매의 기억력 저하에 관여하는 뇌 속 단백질의 대사 경로를 조절해 기억력을 회복시키는 치료 전략도 함께 나왔다.
기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장, 므리둘라 발라(Mridula Bhalla) 박사후연구원 연구팀은 뇌 속 별세포(astrocyte)가 발현하는 단백질 ‘시트루인2(SIRT2)’가 기억력 손상을 유발하는 신경전달물질의 생성을 조절하는 핵심 단백질이라는 사실을 밝혀냈다. 이 단백질을 억제하면 단기 기억력 회복이 가능하다는 것도 밝혀냈다.
별세포는 전체 뇌세포의 절반 이상을 차지하는 별모양의 비신경세포로, 신경세포 간 신호전달을 조율하고 뇌 기능을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 알츠하이머병이나 뇌 염증 같은 질병이 생기면 별세포의 수와 크기가 증가한다. 이 때문에 과학자들은 별세포가 질병 초기부터 염증 반응을 유도하고 신경 퇴행의 시작과 진행에 깊게 관여한다고 보고 있다.
연구진은 앞서 연구에서 암모니아를 해독하는 요소 회로가 간뿐만 아니라 뇌 속 별세포에도 존재한다는 사실을 알아냈다. 이어 별세포에서 요소 회로가 작동하면 중간 대사물질인 푸트레신(putrescine)을 생성하고, 푸트레신이 모노아민 산화효소-B(MAO-B)를 거쳐 억제성 신경전달물질인 가바(GABA)를 과도하게 만든다는 것도 찾아냈다.
과생성된 가바는 뇌의 신호전달을 억제해 기억력 감퇴를 유발했다. 가바와 함께 만들어지는 활성산소인 과산화수소도 신경세포를 손상시켜 알츠하이머 증상을 악화시킨다.
연구진은 가바 생성을 조절할 수 있는 핵심 열쇠로 SIRT2에 주목했다. SIRT2는 가바 생성 경로의 마지막 단계에 관여하는 단백질이다. 연구진은 가바 생성과 뇌 기능에 미치는 영향을 분석하기 위해 별세포에서 SIRT2를 유전자 수준에서 억제하거나, 약물을 처리해 활성을 억제하는 실험을 진행했다.
별세포의 SIRT2를 억제한 결과, 별세포 내 가바 생성이 절반 가까이 감소했으며, 신경세포에 대한 억제 작용도 약 30~40% 감소했다. 또한, SIRT2 억제가 실제 기억력 회복으로 이어지는지 확인하기 위해, 생쥐가 새로운 경로를 기억하고 탐색하는 능력을 평가하는 미로 실험도 진행했는데, 손상된 단기 기억이 정상 수준 가까이 회복되는 효과를 보였다.
이창준 IBS 단장은 “이번 연구는 별세포의 대사 경로를 조절해 알츠하이머 치매의 기억력 저하를 완화할 수 있는 가능성을 제시했다”며 “특히 SIRT2는 가바 생성을 선택적으로 조절하는 핵심 표적으로, 정밀한 치매 치료제 개발을 위한 유효 타깃이 되길 기대한다”고 밝혔다.
참고 자료
Molecular Neurodegeneration(2025), DOI : https://doi.org/10.1186/s13024-024-00788-8
