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알츠하이머를 일으키는 단백질 전파
Alzheimer’s protein may spread like an infection, human brain scans suggest

해외과학기술동향

2018-01-09


과학자들은 알츠하이머 병에서 뇌를 손상시키는 타우(tau) 단백질이 뉴런에서 뉴런으로 전파된다는 증거를 처음으로 확인했다. 이런 현상을 직접적으로 관측할 수는 없지만 기억과 인지력을 잃게 하는 파국적인 신경 퇴행 질병이 어떻게 발생하는지에 대한 설명과 손상 방지를 위한 아이디어를 제공할 수 있을 것이다.

타우 단백질은 베타-아밀로이드(β-amyloid)와 함께 알츠하이머 환자의 뇌 속에서 특이한 덩어리 형태로 발견된다. 과학자들은 오랫동안 가장 중요한 이 현상에 대한 연구를 수행하고 최우선 치료 대상으로 생각해 왔다. 뉴런 내부에 형성된 타우 단백질은 뉴런을 억제하거나 죽이는 반면 베타-아밀로이드는 뇌 세포 외부에 플라크를 형성한다.

영국 캠브리지 대학의 연구팀은 17명의 알츠하이머 환자를 대상으로 기능성 자기공명영상(fMRI)과 양전자방출 단층촬영(PET)을 이용하여 공간적으로 떨어져 있는 뇌영역이 어떻게 서로 소통하는지를 알기 위해 타우 단백질 형성과 뇌기능 연결성 간의 매핑을 구현했다. 놀랍게도 타우 단백질로 가장 많이 손상된 영역이 다른 지역과 강하게 연결되어 있음을 발견했는데, 타우 단백질이 독감의 전염처럼 많은 사람과 접촉하는 사람들이 알츠하이머에 걸릴 위험이 더 높음을 시사하는 것이다.

연구팀은 이런 패턴에 대해 이전까지 생쥐를 대상으로 한 실험에서는 증명된 바 있지만 사람에 대해서는 아직 확인되지 않은 알츠하이머의 “트랜스뉴런 전파(transneuronal spread)” 가설을 지지하는 것이라고 발표했다. 임상 신경학자 토마스 코프는 한 곳에서 형성된 타우 단백질이 다른 곳으로 이동한다는 가설이 상당한 타당성이 있다고 생각한다고 하면서 아직까지 인간에서 발견된 적이 없었다고 덧붙였다. 연구팀은 다양한 수준의 알츠하이머 환자를 대상으로 한 연구에서 타우 단백질이 많이 축적될수록 연결성이 떨어짐을 보여주었고 그 연결의 강도가 떨어짐은 물론이고 무작위성이 증가함을 관측할 수 있었다.

하지만 몬트리올 신경연구소의 네이선 스프렌은 타우 단백질 감염설의 증거가 아주 매혹적이며 설득력이 있다고 말했지만 PET을 이용하여 신경 퇴행성 질환을 연구하는 하버드 대학의 조지 세플크는 타우 전파로 연결성이 감소되었다고 하기에는 어려움이 있다고 하면서 이 연구는 시간이 지남에 따라 타우 단백질의 전파 성격 및 검증을 포함하지 않고 있기 때문에 적용에 조심해야 한다고 말했다.

퇴행의 전반적인 그림을 보여준 것은 가치가 있다고 말한 스프렌은 동물에서는 시냅스 간에 타우 단백질이 어떻게 퍼지는지를 보여준 적이 있지만 이 연구는 뇌 전반적으로 알츠하이머 진행에 따른 퇴행이 시작되는 것을 보여준 것이라고 강조했다. 하지만 작은 표본수에는 우려를 표명했다.

코프는 자신의 연구팀이 타우의 트랜스뉴런 전파를 이미 증명했다는 것을 확신하고 있으며 실험 대상을 늘려 시간이 지남에 따른 뇌 영상의 변화를 추적하고 있다고 말했다. 또한 타우 단백질의 전파는 임상 치료에서도 의미를 가질 수 있는데, 시냅스에 자리 잡은 타우 단백질을 공격할 수 있는 약이 개발된다면 퍼지기 이전에 단백질을 제어할 수 있을 것이라고 덧붙였다.