국내 연구진이 알츠하이머 치매의 위험인자가 신경교세포에 미치는 영향과 그 원인을 밝혔다. 이번 연구 결과는 향후 알츠하이머 치매 예방과 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.
대구경북과학기술원(DGIST)은 서진수 뇌과학과 교수 연구진이 이인규 경북대 의대 교수, 고영훈 한국한의학연구원(KIOM) 연구원과의 공동연구를 통해 알츠하이머 치매와 관련된 메커니즘을 규명했다고 19일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’에 지난달 29일 공개됐다.
‘APOE4 유전형’은 치매가 없는 일반인에게는 20% 내외로 발견된다. 반면 알츠하이머 치매 환자들에게는 50% 이상의 비율로 관찰돼 치매 유발의 주요 유전인자 중 하나로 꼽힌다. 이에 알츠하이머 치매 발병과 관련해 APOE4의 역할에 대한 연구가 다방면으로 이루어지고 있지만, APOE4 유전형이 노년기에 뇌 기능 저하를 유발하는 이유에 대해서는 그 해답을 찾지 못했다.
DGIST-경북대-KIOM 공동연구진은 이를 규명하기 위해 사람으로부터 유래된 만능 줄기세포로 별 아교 세포를 제작하고 관련 연구를 수행했다. 별 아교 세포는 신경세포의 면역이나 뇌의 손상 회복에 관여하는 신경교세포의 한 종류다.
그 결과 APO 세포당의 당 대사 과정 중 산소 없이 포도당을 분해해 에너지를 얻는 ‘해당과정’의 비율이 특이적으로 증가하고, 미토콘드리아의 호흡은 감소하는 것을 확인했다. 이는 세포 안의 작은 주머니인 리소좀에 콜레스테롤이 쌓이면서 손상된 미토콘드리아가 적절히 분해되지 않기 때문임을 관찰했다. 연구진은 콜레스테롤의 축적을 줄이면 리소좀 기능은 물론 미토콘드리아 분해도 정상적으로 이뤄지는 것을 확인했다.
연구를 이끈 서진수 교수는 “뇌 구조 및 기능 발달 과정이 급격하게 일어나는 초기 및 성인기 뇌에서 별 아교 세포는 상대적으로 에너지를 빠르게 공급할 수 있는 해당과정을 많이 활용하지만, 노년기의 뇌는 이보다 효율적인 미토콘드리아 호흡에 더 의존한다”며 “APOE4 유전형이 별 아교 세포의 미토콘드리아 호흡 능력을 떨어뜨리면 성인기보다 노년기의 뇌 기능에 더 큰 악영향을 미칠 수 있다”고 밝혔다.
이어 “이번 연구로 리소좀 기능 회복을 통해 미토콘드리아의 호흡이 정상적으로 복구됨을 확인할 수 있었는데, 향후 이를 활용한 치료법이 개발되기를 기대한다”고 덧붙였다.
참고 자료
Cell Reports(2023), DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113183