치매로 기억 흐려지는 이유 찾았다

치매로 기억 흐려지는 이유가 뇌 속 별모양 세포에 있다는 연구결과가 나왔다. libre de droit/게티이미지뱅크 제공.

치매로 기억이 흐려지는 이유가 뇌 속 별모양 세포에 있다는 연구결과가 나왔다.

기초과학연구원(IBS)은 이창준 인지및사회성연구단장, 므리둘라 발라 인지및사회성연구단 박사후연구원 연구팀이 뇌 속 '별세포'가 발현하는 단백질 ‘시트루인2(SIRT2)’가 기억력 손상을 유발하는 신경전달물질의 생성을 조절하는 핵심 단백질임을 규명하고 이를 억제함으로써 단기 기억력 회복이 가능함을 실험으로 입증했다고 14일 밝혔다.

별세포는 전체 뇌세포의 절반 이상을 차지하는 별모양의 비신경세포다. 신경세포 간 신호전달을 조율하고 뇌 기능을 안정적으로 유지하는 역할을 한다. 알츠하이머나 뇌 염증과 같은 질병 환경에서는 별세포의 수와 크기가 증가하며 ‘반응성 별세포(reactive astrocyte)’로 변한다. 질병 초기부터 염증 반응을 유도하고 신경 퇴행의 시작과 진행에 깊게 관여하는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 선행 연구에서 별세포에 있는 '요소회로'가 활성화되면 결과적으로 억제성 신경전달물질인 '가바'와 활성산소인 '과산화수소'를 과도하게 생성한다는 점을 밝혔다. 요소회로는 유해한 암모니아를 해독해 요소를 만드는 부위다. 과도하게 생성된 가바는 뇌의 신호전달을 억제해 기억력 감퇴를 유발하고 과산화수소는 신경세포를 손상시켜 알츠하이머 증상을 악화시킨다.

최근 연구에서 연구팀은 가바 생성을 조절하는 핵심 열쇠로 별세포가 발현하는 단백질인 SIRT2에 주목했다. 알츠하이머 모델 생쥐의 별세포에 발현되는 유전자들을 분석하고 SIRT2의 발현이 비정상적으로 증가한 것을 확인했기 때문이다. SIRT2는 가바 생성 경로의 마지막 단계에 관여하는 단백질이다.

이어 가바 생성과 뇌 기능에 미치는 영향을 분석하기 위해 별세포에서 SIRT2를 유전자 수준에서 억제하거나 약물을 처리해 활성을 억제하는 실험을 진행했다.

이 같이 별세포의 SIRT2를 억제한 결과 별세포 내 가바 생성이 절반 가까이 감소했다. 신경세포에 대한 억제 작용도 약 30~40% 감소했다. 또한 SIRT2 억제가 실제 기억력 회복으로 이어지는지 확인하기 위해 생쥐가 새로운 경로를 기억하고 탐색하는 능력을 평가하는 미로 실험도 진행했다. 그 결과 손상된 단기 기억이 정상 수준 가까이 회복되는 효과를 보였다.

가바는 SIRT2가 관여하는 대사 경로의 마지막 단계에서 생성되지만 과산화수소는 그보다 앞선 단계에서 만들어진다. SIRT2를 억제하면 가바 생성은 줄어들지만 과산화수소로 인한 신경세포 손상은 계속될 수 있는 것이다. 연구팀은 "두 물질의 생성 단계가 다르다는 것은 오히려 알츠하이머의 병리를 보다 정밀하게 조절할 수 있는 가능성을 보여준다"고 말했다.

논문 주저자인 발라 박사후연구원은 “현재 알츠하이머 치료에 사용되는 MAO-B 억제제는 가바와 과산화수소를 광범위하게 억제하지만 연구에서 새롭게 확인된 SIRT2는 가바만을 선택적으로 감소시킬 수 있다”며 “가바와 과산화수소가 각각 치매에 어떤 영향을 미치는지 심층 연구할 수 있는 중요한 단서를 확보한 것이다”고 설명했다.

이 단장은 “연구는 별세포의 대사 경로를 조절해 알츠하이머 치매의 기억력 저하를 완화할 수 있는 가능성을 제시했다”며 “특히 SIRT2는 가바 생성을 선택적으로 조절하는 핵심 표적으로, 정밀한 치매 치료제 개발을 위한 유효 타깃이 되길 기대한다”고 밝혔다.

연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 뉴로디제너레이션(Molecular Neurodegeneration, IF 14.9)’에 지난 1월 온라인 게재됐다.

<참고자료>
-https://doi.org/10.1186/s13024-024-00788-8

https://n.news.naver.com/article/584/0000031873?cds=news_media_pc&type=editn