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[이데일리 이광수 기자] 대표적인 난치성 뇌질환인 알츠하이머병은 지금까지 뚜렷하게 분석된 원인이 없다. 알츠하이머의 경우 아밀로이드 베타(amyloid beta) 단백질이나 타우(Tau) 단백질 등 찌꺼기(플라크)가 뇌 세포 외부에 쌓여있는 모습을 보고, 병을 유발하는 주요한 원인으로 추정해왔다.

이것이 가장 널리 인정되는 ‘아밀로이드 베타 가설’이다. 뇌 세포 외부에서 아밀로이드 등 플라크가 축적된 이후에 뇌 세포가 손상되기 시작한다는 것이다. 현재 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 치료제 역시 해당 플라크를 제거하는 기전으로 설계됐다.

최근 이주현 뉴욕대학교 연구팀이 알츠하이머병의 원인에 대한 새로운 연구 결과를 내놨다. 지난 2일(현지시각) 세계적인 학술지인 네이처(Nature) 뉴로사이언스 온라인판 표지기사로 실린 연구결과를 보면 아밀로이드 베타 등의 플라그 축적보다 노폐물을 제거하는 뇌 세포 파괴가 더 먼저 일어나는 것으로 분석됐다.

네이처 뉴로사이언스 온라인판 갈무리

이주현 NYU 연구팀, 플라크 축적 전 세포 손상 관찰

지금까지 많은 과학자들은 뇌 세포 외부에 단백질 아밀로이드 베타 등의 플라크가 쌓이는 것을 뇌 손상 첫 단계로 지목했다. 이 교수 연구팀은 플라크가 쌓이는 것보다 앞서 뇌 세포 신경이 먼저 손상된다는 것을 밝히면서 기존 ‘아밀로이드 베타 가설’과는 다른 관점을 제시했다.

이 연구는 알츠하이머병이 발병하도록 사육된 쥐에서 관찰된 뿌리 기능 장애를 뇌 세포 리소좀으로 추적했다. 리소좀은 우리 몸 세포 안의 작은 기관이다. 리소좀 안에는 세포의 신진대사 과정에서 발생하는 노폐물을 제거하는 단백질 효소들이 있다.

연구진은 알츠하이머병 결과로 리소좀 내부 산성 활성(acid activity)이 감소하는 것을 발견했다. 이 리소좀이 분해되지 않은 노폐물로 채워진 액포와 융합하면서 확대되는 것으로 나타났다. 특히 심하게 손상된 뉴런에서 이 액포가 꽃(flower)과 비슷한 패턴으로 세포에 돌출되면서 외부에 플라크가 쌓인다는 것이다.

이번 연구를 주도한 이주현 박사는 “우리의 연구 결과는 알츠하이머병 환자에게 발견되는 신경 손상이 아밀로이드 베타 단백질이 처음 나타나는 뇌 세포 리소좀 내부 문제에 관한 첫 번째 연구”라고 설명했다.

알츠하이머병에 걸린 쥐의 뉴런에 분해되지 않은 노폐물로 채워진 액포가 돌출된 모습. (사진=네이처)

새로운 치료법 등장 기대

랄프 닉슨 수석 연구원은 “이 새로운 증거는 알츠하이머병이 어떻게 진행되는지에 대한 우리의 근본적인 이해를 변화시킨다”며 “뇌 세포가 세포 외부에서 플라크가 완전히 형성되기 전에 이미 불구가 됐기 때문에 플라크를 제거하기 위해 고안된 많은 실험 요법이 질병 진행을 막지 못한 이유를 설명한다”고 말했다.

이어 그는 “이 연구는 미래 치료법이 리소좀 기능 장애를 역전시키고 뇌 뉴런 내부의 산(acid) 수치를 재조정하는 데 초점을 맞춰야 한다고 제안한다”고 말했다. 동시에 연구팀은 연구에서 관찰된 리소좀 문제를 치료하기 위한 치료법을 이미 연구하고 있다고 밝혔다.

가장 최근 FDA의 승인을 받은 알츠하이머병 치료제는 바이오젠(BIIB) 아두헬름이다. 아두헬름은 아밀로이드 베타 가설에 따라 아밀로이드 베타 단백질을 감소시키는 기전이지만, 효과성 의문이 제기되며 상업적으로는 성공을 거두지 못했다.