조동규 성균관대 교수(약학과) 연구팀이 알츠하이머 치매의 예방과 치료에 적용할 수 있는 새로운 연구결과를 발표했다.
연구팀은 오글루넥당화(O-GlcNAcylation)라는 단백질 변형을 통해 알츠하이머 치매에서 발생하는 신경세포괴사, 아밀로이드 축적, 뇌염증과 인지기능 손상을 억제하는 새로운 기전을 규명했다.
알츠하이머 치매 환자의 뇌에는 정상인에 비해 오글루넥당화가 억제돼 있다. 연구진은 오글루넥당화 정도와 알츠하이머 증상의 진행이 연관되어 있다는 사실에 주목했다. 연구 결과, 감소된 오글루넥당화를 회복시키는 것이 신경세포의 괴사를 억제한다는 것을 규명했다.
오글루넥당화 증가는 뇌 면역세포인 미세아교세포(microglia)에 의한 아밀로이드-베타 제거 능력을 촉진한다. 또한 뇌 염증 반응, 질산화 스트레스, 비정상적인 미토콘드리아 축적과 같은 다양한 치매 병증들을 효과적으로 억제한다. 연구팀은 이러한 증거들을 바탕으로 오글루넥당화를 조절하는 것이 알츠하이머 치매를 극복할 수 있는 새로운 표적 기전임을 제시했다.
조 교수는 “오글루넥당화는 알츠하이머 치매를 비롯한 다양한 퇴행성뇌질환의 진행과 밀접한 연관이 있을 것”이라면서 “신경세포의 사멸을 억제하는 오글루넥당화의 역할을 밝힌 이번 연구는 알츠하이머 치료제의 새로운 방향성을 제시할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 『사이언스 어드벤시스』에 지난 14일 게재됐다. 이 연구는 한국뇌연구원(원장 서판길) 연구팀과의 공동연구를 통해 진행됐다. 또한, 과학기술정보통신부(장관 최기영) 한국연구재단(이사장 노정혜) 중견연구사업 및 선도연구센터사업(MRC)의 지원으로 수행됐다.
사진 설명:
알츠하이머 치매의 대표적인 원인 물질인 아밀로이드-베타 (amyloid-beta)의 축적을 댑 염색법(DAB staining)으로 확인함(좌 상단). 검은 점들이 많을수록 축적이 심함. 오글루넥당화를 회복한 알츠하이머 치매 동물모델은 축적된 아밀로이드-베타가 감소함.
알츠하이머 치매에서 비정상화가 나타나는 미세아교세포의 변화를 면역염색법으로 확인함(좌 중, 하단). 오글루넥당화를 회복시키게 되면 과활성화 되어 있던 미세아교세포의 수가 감소하였으며, 상대적으로 아밀로이드-베타 근처에서 제거 활동을 하는 미세아교세포의 수는 증가하였음.
알츠하이머 치매에서 기능을 잃는 것으로 알려진 미토콘드리아를 투과 전자 현미경으로 확인(우 상, 중단)하고, 기능적인 회복을 관찰함(우 하단). 알츠하이머 치매 모델에서 관찰되는 상대적으로 짧고 기능을 잃은 미토콘드리아가 오글루넥당화를 회복할 경우 줄어들고, 기능적으로도 정상적인 활성도를 가짐.