세종대 김양희 교수팀, 자가포식 활용 알츠하이머 원인 규명

▲ 김양희 교수(앞줄 왼쪽에서 첫 번째)와 연구원들 (사진=세종대)

[에너지경제신문 송기우 에디터] 세종대학교(총장 배덕효) 바이오융합공학 전공 김양희 교수 연구팀이 자가포식을 활용해 알츠하이머 발병과정에서의 중요한 기전을 규명했다.

연구는 미국 캘리포니아 샌디에이고 대학 Stuart Lipton 교수 연구팀과 공동으로 진행됐다. Stuart Lipton 교수는 일산화질소에 의한 단백질 기능 조절 분야의 대가이다. 대부분의 연구는 김 교수 연구팀이 수행했으며 미국 연구팀은 환자의 뇌 조직 분석을 맡았다.

연구의 결과는 국제 학술지 Nature의 자매지인 ‘Cell Death & Differentiation’에 4월 24일 게재됐다. 논문 제목은 ‘S-Nitrosylation of cathepsin B affects autophagic flux and accumulation of protein aggregates in neurodegenerative disorders’이다.

연구팀은 퇴행성 뇌질환에서 라이소좀 내 중요 단백질 분해효소 중 하나인 cathepsin B의 조절이 중요함을 증명했다. 라이소좀은 제거되어야 할 단백질이나 세포 내 소기관을 분해해 재활용될 수 있도록 하는 소기관이다. 퇴행성 뇌질환에서는 뇌조직과 신경세포에 단백질 응집체 축적이 나타나며 자가포식작용이 발병 기전에 중요하게 관여하고 있다고 알려져 있다.

연구팀은 라이소좀 내 대표적 분해효소인 cathepsin B 단백질이 신호물질인 일산화질소에 의해 변형되면 효소 활성이 감소됨을 발견했다. 이후 자가포식작용이 멈추고 단백질 응집체 등이 축적되는 모습이 나타났으며 신경세포의 사멸이 유도됨을 제시했다. 알츠하이머병 환자와 마우스 모델의 뇌 조직에서 cathepsin B의 일산화질소 변형이 증가되어 효소 활성도 감소되어 있음을 확인했다. 퇴행성 뇌질환에서 라이소좀의 기능이 중요하고 cathepsin B와 라이소좀이 치료제 타겟이 될 수 있다는 가능성을 제시했다.

김양희 교수는 "cathepsin B와 라이소좀 기능이 알츠하이머병의 뇌에서 어떻게 조절되는지 연구를 통해 밝혔다. 이번 연구가 치매 정복의 새로운 길을 제시할 수 있기를 바란다"고 말했다.

한편, 김 교수는 라이소좀 활성물질을 퇴행성 뇌질환의 치료제로 개발하고자 회사 Zincure를 설립했다. 회사는 스마일게이트인베스트먼트, 라구나인베스트먼트로부터 시딩 투자를 유치했으며, 김 교수는 회사와 아산병원, 한림대병원 연구팀과 협업을 통해 뇌질환 연구에 박차를 가하고 있다.