KAIST, 알츠하이머 유발하는 독성 단백질 발견

▲임미희 KAIST 화학과 교수

[에너지경제신문 김철훈 기자] 인구 고령화로 알츠하이머병 발병 인구가 급속히 증가하고 있으나 현재까지 발병 원인이 명확히 밝혀지지 않고 있고 효과적인 치료제 개발도 매우 더디게 진행되고 있다.

KAIST(총장 이광형)는 화학과 임미희 교수(금속신경단백질연구단 단장) 연구팀이 알츠하이머병 유발인자의 독성을 촉진하는 세포 내 단백질을 발굴, 알츠하이머병과 관련된 새로운 병리적 네트워크를 제시했다고 밝혔다.

이 연구는 임미희 교수 연구팀을 비롯해 한국기초과학지원연구원(KBSI, 원장 양성광) 바이오융합연구부 이영호 박사 연구팀, KAIST 화학과 백무현 교수 연구팀, 의과학대학원 한진주 교수 연구팀이 공동 연구했고 한국생명공학연구원(원장 김장성) 희귀난치질환연구센터 이다용 박사 연구팀이 참여했다.

알츠하이머병 환자의 뇌에서 대표적으로 나타나는 병리적 현상은 노인성 반점 축적이다. 노인성 반점의 주된 구성분은 아밀로이드-베타 펩타이드로인 응집체로, 세포 내 물질들과 결합해 세포 손상을 유발한다. 따라서 이들 응집체와 세포 사멸 간의 상관관계가 활발히 연구되고 있으나, 아밀로이드-베타와 세포 사멸 유발 인자들 간의 직접적인 상호작용에 관해서는 아직 밝혀진 바가 별로 없다.

최근 미국 식품의약국(FDA)이 승인한 알츠하이머병 신약은 노인성 반점을 나타내는 아밀로이드-베타 펩타이드의 응집체의 세포 손상을 주요 타깃으로 해 개발됐으나, 제한된 사용 범위와 부작용으로 연구자들은 신약 개발의 방향 전환 및 개선의 필요함을 절실히 느끼고 있다.

임미희 교수 연구팀은 알츠하이머병에서 과발현되며 원인 미상의 신경세포 사멸을 유발하는 ‘아밀로이드 전구체 C 말단 절단체’ 단백질이 아밀로이드-베타 및 금속-아밀로이드-베타 복합체와 결합해 응집을 촉진하고 독성 촉진제 역할을 함을 세계 최초로 증명하는 연구 내용을 발표했다.

이번 연구 결과는 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체 자체 또는 아밀로이드-베타과 결합한 복합체가 새로운 알츠하이머병의 새로운 바이오마커로 작용할 수 있고, 또한 그들이 새로운 신약개발 타깃이 될 수 있음을 제시하고 있다.

KAIST 화학과 박사를 졸업하고 현재 브리검 여성병원 및 하버드 의과대학 연구원으로 재직 중인 임미희 교수 연구팀의 남은주 박사가 제1저자로 참여한 이번 연구는 세포 내 단백질 미세주입 기술을 통해 세포 안에서 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체가 아밀로이드-베타 응집 촉진에 미치는 역할을 확인했다.

나아가, 뉴런 세포 및 설치류의 뇌에서 아밀로이드-베타와 관련된 세포 사멸, 뉴런 손상, 염증반응이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 더욱 증가하는 현상을 최초로 확인해 세계적으로 주목받고 있다.

임미희 교수는 "이번 연구 결과는 알츠하이머병에서 기존에 알려지지 않은 생체 내 아밀로이드-베타 응집 및 독성 촉진제 발굴이라는데 큰 의의가 있다"며 "이 연구 성과는 새로운 바이오마커 및 치료타깃을 제안하고 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(특히 리더연구), KBSI, 국가과학기술연구회(NST), IBS 및 KAIST의 지원을 받아 진행됐으며, 국제 저명 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스’에 11월 10일 자로 게재됐다.

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