카이스트(KAIST) 화학과 임미희 교수 연구팀이 알츠하이머의 원인으로 알려진 ‘활성 산소종’과 ‘아밀로이드 베타’, ‘금속 이온’ 등을 손쉽고도 동시다발적으로 억제할 수 있는 치료제 개발 원리를 새롭게 증명하는 데 성공했다. 연구팀은 알츠하이머 질환에 걸린 동물 모델(실험용 쥐) 치료를 통해 이를 입증했다고 11일 밝혔다.

왼쪽부터 임미희 교수, 백무현 교수, 김민근 석박사 과정

카이스트 백무현 교수와 서울아산병원 이주영 교수가 참여한 연구결과는 국제 학술지인 미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society) 최근호에 게재된 데 이어 편집장 선정 우수 논문(Editors’Choice Paper)’으로 선정됐다.

알츠하이머병은 치매를 일으키는 대표적인 뇌 질환이다. 원인으로 다양한 요소들이 제시됐지만, 원인 인자들 사이의 원리들은 아직도 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

알츠하이머병을 일으키는 대표적인 원인 인자로는, 활성 산소종과 아밀로이드 베타, 금속 이온 정도가 알려져 있다. 이 요인들은 개별적으로 질병을 유발할 뿐만 아니라, 상호 작용을 통해 뇌 질환을 더욱 악화시킬 수 있다. 예를 들어, 금속 이온들은 아밀로이드 베타와 결합해 아밀로이드 베타의 응집 속도를 촉진할 뿐만 아니라, 활성 산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발할 수 있다.

이처럼 복잡하게 얽힌 여러 원인 인자들을 동시에 겨냥할 수 있는 치료제 개발이 절실한 이유다.

임 교수팀은 연구를 통해 단순한 저분자 화합물의 산화 환원 반응을 이용해 알츠하이머병의 원인 인자들을 손쉽게 조절할 수 있음을 증명했다. 산화되는 정도가 다른 화합물들의 합리적 설계를 통해 쉽게 산화되는 화합물들은 알츠하이머 질병의 여러 원인 인자들을 한꺼번에 조절할 수 있다는 사실을 확인한 것이다.

실제 저분자 화합물의 산화 환원 반응으로 활성 산소종에 대한 항산화 작용의 가능성을 확인했을 뿐만 아니라 아밀로이드 베타 또는 금속-아밀로이드 베타의 응집 및 섬유 형성 정도 또한 확연히 감소하는 것을 실험적으로 입증했다.

이어 알츠하이머병에 걸린 실험용 쥐에 체외 반응성이 좋고 바이오 응용에 적합한 성질의 저분자 화합물을 주입한 한 결과, 뇌 속에 축적된 아밀로이드 베타의 양이 크게 줄고 손상된 인지 능력과 기억력이 향상되는 결과를 확인했다.

임 교수는 “알츠하이머 치료를 위한 화합물을 개발하는 데 있어 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통한 산화 환원 조절만으로 여러 원인 인자들을 동시에 조절할 수 있다”면서 “손쉽게 치료제를 디자인할 수 있어 비용과 시간을 훨씬 단축하고 다양한 퇴행성 뇌 질환 치료제들의 개발 성공 가능성을 높일 것으로 기대된다”고 말했다.

대전=임정재 기자 jjim61@segye.com

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