서울대학교 의과대학 이민재 교수 연구팀이 알츠하이머성 치매의 병인 단백질인 ‘타우’에 의한 신경독성 물질 형성 원리와 이를 바탕으로 하는 신규 알츠하이머병 발생 기전을 규명했다.

연구팀은 환자 뇌에서 추출한 타우 단백질의 고해상도 구조에 주목했고, 신경독성 물질 형성을 촉진하는 핵심 영역(응집 코어)에 초점을 맞춰 연구를 시작했다. 그동안 타우 단백질이 어떻게 섬유화되는지는 아직 규명되지 않았었는데, 연구팀은 이를 분자 수준에서 이해함으로써 알츠하이머병의 발병원인 규명에 조금 더 다가갈 수 있을 것으로 생각했다.

또한 연구팀은 타우 단백질의 일부분이 별도의 처리 없이 생리적 환경 조건에서 자발적으로 신경 독성물질을 형성할 수 있으며, 정상 타우 단백질까지 신경 독성물질로 전환시킬 수 있는 능력이 있음을 확인했다. 이는 단백질의 절단으로 특정 부위(응집 코어)가 노출되기 때문이었다.

타우의 절단으로 생성된 신경독성 물질이 신경세포에 침투하는 경로와 추가적인 응집을 유도하는 과정, 그리고 신경세포의 시냅스 가소성을 떨어뜨리는 현상 등을 규명해 세포 수준에서 이들의 병리 유도 기전을 확립할 수 있었다.

타우 응집 코어를 생쥐의 뇌실 내 해마에 주입하였을 때, 신경세포 사멸과 신경염증 반응이 일어났고, 기억력 감퇴 등 알츠하이머성 치매와 유사한 행동학적 변화가 일어났다. 이를 통해 분자 및 세포 수준에서 규명한 타우 조각의 병리 기전이 동물모델에서도 재현됨을 확인했다.

이 연구는 서울대 의과대학 이민재 교수(생화학교실), 서영호 교수(의과학과), 이용석 교수(생리학교실)와 고려대 김준곤 교수(화학과) 연구팀 간의 다학제적(생화학, 신경과학, 생물리학 등) 공동연구의 성과이다.

연구를 주도한 이민재 교수는 “이 연구는 새로운 타우 단백질의 섬유화 및 신경독성 생성 원리를 분자와 세포, 그리고 동물모델 수준으로 밝혀낸 것”이라며, “후속 연구를 통해 알츠하이머병의 새로운 치료 방법을 제시하는 데 기여할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

또한 “이 연구는 다양한 분야 연구자들의 협업과 고위험·고수익 기초연구에 대한 국가적 지원을 통해서 비로소 가능해졌다.”라고 하면서 “창의적 R&D 활동에 대한 지속적 지원”의 필요성을 강조했다.

이 연구는 보건의료 R&D 사업(치매극복연구개발사업)을 통해 지원됐으며, 2023년 8월 18일 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 온라인 게재됐다.


*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=43581
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