한의학연·경북대 의대, 알츠하이머 새 발병 기전 규명

성상교세포의 당대사·미토콘드리아 기능 변화와 원인 밝혀

국내 공동연구진이 알츠하이머 치매를 유발하는 새 원인을 밝혀냈다.

한국한의학연구원(이하 한의학연) 한의기술응용센터 고영훈 박사 연구팀과 경북대 의대 이인규 교수 연구팀이 공동연구를 통해 알츠하이머 치매의 강력한 위험인자 'APOE4' 유전형에 의한 성상교세포의 당대사와 미토콘드리아 기능 변화와 그 원인을 규명했다.

성상교세포는 중추 신경계의 신경 교세포의 인종으로 뇌와 척수에서 다량으로 존재하며 신경조직에 영양분을 공급하고 손상된 뇌와 척수 조직의 재생에 중요한 역할을 한다.

APOE4 유전형은 치매가 없는 일반인에게는 20% 내외로 발견되지만 알츠하이머 치매 환자들에겐 50% 이상 비율로 관찰된다. 치매 유발의 가장 강력한 유전인자 중 하나로 알려졌다. 때문에 APOE4 유전형의 역할에 대한 여러 연구가 진행되고 있지만 APOE4 유전형이 노년기에 뇌 기능 저하를 유발하는 이유에 대한 명확한 해답은 밝혀지지 않았다.

APOE4(알츠하이머군) 성상교세포에서 APOE3(정상인군) 성상교세포에 비해 aerobic glycolysis(해당과정)이 유의미하게 증가되는 것을 보여주는 그래프. 한의학연 제공

공동연구팀은 이를 규명하기 위해 사람으로부터 유래된 만능 줄기세포로 성상교세포를 제작하고 관련 연구를 수행한 결과 APOE4 성상교세포 내 콜레스테롤 축적이 리소좀에 의한 자가포식 기능을 저하시켜 손상된 미토콘드리아가 적절히 분해되지 않기 때문인 것을 관찰했다. 또 당대사 과정 중 산소없이 포도당을 분해해 에너지를 얻는 해당과정 비율이 증가하며 미토콘드리아 호흡이 감소한 것을 확인했다.

반대로 APOE4 세포 내 콜레스테롤의 비정상적 축적을 완화했을 땐 자가포식이 활성되고 리소좀 기능과 미토콘드리아 분해가 정상적으로 이뤄지고 호흡이 회복됐다.

고영훈 한의학연 박사는 "뇌 구조와 기능 발달 과정이 급격하게 일어나는 초기·성인기 뇌의 성상교세포는 상대적으로 에너지를 빠르게 공급할 수 있는 해당과정을 많이 활용하지만 노년기 뇌는 이보다 효율적인 미토콘드리아 호흡에 더 의존한다"며 "APOE4 유전형이 성상교세포의 미토콘드리아 호흡 능력을 떨어뜨리면 성인기보다 노년기의 뇌 기능에 큰 악영향을 미칠 수 있다"고 밝혔다.

그러면서 "이번 연구를 통해 알츠하이머 치매 원인과 진행에 대한 근본적인 이해를 제공함으로써 향후 치료법과 예방 전략 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다. 임효인 기자