서진수(왼쪽) DGIST 뇌과학과 교수와 연구진이 연구내용을 논의하고 있다. [DGIST 제공]

한국한의학연구원과 대구경북과학기술원(DGIST), 경북대 공동 연구진이 알츠하이머 치매 핵심 유전자의 발병 기전을 새롭게 밝혀냈다.

공동 연구팀은 알츠하이머 치매의 강력한 위험인자인 APOE4 유전형에 의한 별 아교 세포의 당대사와 미토콘드리아 기능 변화와 그 원인을 찾아냈다고 19일 밝혔다.

APOE4 유전형은 치매가 없는 일반인에게는 20% 내외로 발견된다. 하지만 알츠하이머 치매 환자들에게는 50% 이상의 비율로 관찰되면서, 치매 유발의 주요 유전인자 중 하나로 알려져 있다.

알츠하이머 치매 발병과 관련해 APOE4의 역할에 대한 연구가 다방면으로 이뤄지고 있지만, 아직 APOE4 유전형이 노년기에 뇌 기능 저하를 유발하는 이유에 대해서는 그 해답을 찾지 못했다.

공동연구팀은 이를 규명하기 위해 사람으로부터 유래된 만능줄기세포로 별 아교 세포를 제작하고 관련 연구를 수행했다. 그 결과, APOE4 유전형의 당대사 과정 중 해당과정(산소 없이 포도당을 분해하여 에너지를 얻는 대사 과정)의 비율이 특이적으로 증가하고, 미토콘드리아의 호흡이 감소함을 확인했다.

또 이런 변화가 리소좀(작은 지질 주머니 안에 각종 가수분해효소들이 들어있는 세포내 소기관) 내 콜레스테롤이 축적돼 손상된 미토콘드리아가 적절히 분해가 되지 않기 때문임을 관찰했다. 콜레스테롤의 축적을 해소시키면 리소좀 기능과 미토콘드리아 분해가 정상적으로 이뤄지면서 미토콘드리아 호흡이 회복되는 것을 확인했다.

서진수 DGIST 교수는 “뇌 구조 및 기능 발달 과정이 급격하게 일어나는 초기 및 성인기 뇌에서 별 아교 세포는 상대적으로 에너지를 빠르게 공급할 수 있는 해당과정을 많이 활용하지만, 노년기의 뇌는 이보다 효율적인 미토콘드리아 호흡에 더 의존한다”며 “APOE4 유전형이 별 아교 세포의 미토콘드리아 호흡 능력을 떨어뜨리면 성인기보다 노년기의 뇌 기능에 더 큰 악영향을 미칠 수 있다”고 말했다.

고영훈 한국한의학연구원 박사는 “이번 연구는 알츠하이머 치매의 원인 및 진행에 대한 근본적인 이해를 제공함으로써 향후 치료법과 예방전략 개발이 큰 도움이 될 것”이라고 했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘셀 리포트’ 9월 29일 온라인판에 게재됐다. 구본혁 기자

nbgkoo@heraldcorp.com

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