알츠하이머병, 뇌 신경세포 사멸이 주원인 아니었다

알츠하이머 생쥐의 뇌는 아밀로이드 플라크 (파랑)가 생성된다. 플라크 주변의 성상교세포는 반응성 성상세포로 변성되며 세포 내에 GABA를 많이 함유하고 있다./사진=미래부

국내연구진이 기억장애 주 원인을 찾아냈다. 이를 통해 앞으로 치매를 일으키는 가장 흔한 퇴행성 뇌질환인 '알츠하이머병' 등 기억장애 난치병 치료에 관한 차세대 신약 개발이 지금보다 더 탄력을 받을 것으로 전망된다.

(사진 왼쪽부터)한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 이창준 박사, KAIST 생명과학과 김대수 이학박사/사진=미래부

한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 이창준 박사 연구팀과 KAIST 생명과학과 김대수 이학박사 연구진이 참여한 공동연구팀은 30일 알츠하이머병 환자 뇌에서 흔하게 발견되는 '반응성 성상교세포'(Astrocyte)가 억제성 신경전달물질인 '가바'(GABA)를 생성·분비하고, 이를 통해 기억장애가 발생한다는 사실을 세계 처음으로 밝혀냈다.


미국에선 알츠하이머병 환자가 65세 인구 8명중 1명 꼴로 발병한다. 우리나라도 인구 고령화로 매년 환자수가 증가 추세다. 기억력 장애로 실종된 치매 노인 환자수가 7600여명(2011년 기준)에 이를 정도로 심각한 사회문제를 야기하고 있다.

하지만 의학계에선 지금까지 정확한 발병 원인을 밝혀내지 못하고 있다. 단지, 알츠하이머병 환자 사망 후 뇌 검사 등 관련 연구를 통해 기억력 장애가 신경세포 사멸과 관련 있을 것으로 추측하는 수준이었다.

이에 공동연구팀은 알츠하이머병 환자 뇌에서 발견한 반응성 성상교세포 안에서 도파민을 산화시키는 효소 '마오-B'(B형 모노아민 산화효소)의 작용으로 생성된 억제성 신경전달물질 '가바'가 베스트로핀이라는 특정한 음이온 채널을 통해 외부로 방출돼 신경세포의 정상적 신호전달을 방해한다는 사실을 찾아냈다.


뇌세포에는 신경세포에 영양분이나 신경전달물질 등을 운반하는 '글리아'와 '아교세포'가 있다. 성상교세포는 이런 아교세포의 일종이다. 아교세포는 신경세포 위치를 고정하거나 혈액 뇌관문을 형성하는 등 뇌 활동에 중요한 역할을 맡고 있다.

'마오-B'는 뇌에서 신경전달물질을 대사하는 효소이다. 도파민을 산화시켜 여러 가지 산화반응물을 생성할 수 있다.

'가바'는 신경계나 혈액에 함유돼 있으며, 억제성 신경전달물질이다. 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트와 함께 포유류의 중추신경계에서 가장 일반적으로 쓰이는 신경전달물질 중 하나이다.

연구팀은 이번 연구결과를 가지고 알츠하이머병에 걸린 생쥐에서 마오-B 또는 베스트로핀의 억제를 통해 반응성 성상교세포내 가바의 생성과 분비를 제한했다. 그러자 신경세포의 발화능력과 시냅스 가소성이 회복돼 기억력도 회복됐다.

연구팀은 생쥐를 통한 실험으로 이 같은 연구성과를 증명해 보였다. 예컨대 어두운 장소에서 한번 전기적 자극을 경험한 생쥐는 다시 어두운 장소에 들어가지 않지만, 알츠하이머병에 걸린 생쥐는 전기 자극을 경험했던 장소를 기억하지 못하고 또 다시 어두운 방에 들어간다.

연구팀은 알츠하이머병에 걸린 이 생쥐에게 마오-B 억제제를 투입했다. 이를 통해 생쥐 체내에서 반응성 성상교세포의 가바 생성을 억제했다. 그러자 생쥐가 다시 어두운 방에 들어가지 않는 행동 변화를 보였다. 기억력이 회복됐음을 증명한 것이다.

이 박사는 "이번 연구를 통해 알츠하이머가 발병했을 때 기억력이 감퇴하는 원인을 규명했다“며 ”반응성 성상교세포의 가바 생성과 분비 억제가 기억력을 회복시키는 새로운 치료방법이 될 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 세계적 권위지인 네이쳐메디슨(Nature Medicine) 6월 30일자에 게재됐다.