"치매 일으키는 단백질 타우·아베 결합되면 독성 완화"

"치매 일으키는 단백질 2개 결합하면 독성 완화" 알츠하이머병 병태생리 내 타우 단백질과 결합한 아밀로이드 베타 응집체가 뇌세포 사멸 독성을 줄인다는 연구결과가 나왔다. 알츠하이머가 원인인 치매 치료의 가능성을 제시한 것이다. KAIST는 화학과 임미희 교수(금속신경단백질연구단 단장) 연구팀이 알츠하이머병의 주요 병리 단백질 중 하나인 타우의 미세소관 결합 영역이 아밀로이드 베타와 직접적인 상호작용(타우-아밀로이드 베타 커뮤니케이션)을 통해 응집 경로를 변화시키고, 세포 독성을 완화할 수 있음을 분자 수준에서 규명했다고 24일 밝혔다. 이 연구는 한국기초과학지원연구원(KBSI) 첨단바이오의약연구부 이영호 박사 연구팀과 공동연구로 진행됐다. 한국과학기술연구원(KIST)뇌과학연구소 김윤경 박사, 임성수 박사는 참여 연구자로 이름을 올렸다. 알츠하이머병은 병리학적으로 2개 단백질이 '아밀로이드 플라크(노인성 반점)' 형태로 세포 내부와 외부에 각각 축적된다. 2개 단백질은 신경세포 안에서 영양분과 신호물질을 운반하는 수송로 역할을 하는 '타우'의 응집으로 형성된 '신경섬유 다발'과 뇌 속 신경세포 막에 뇌 발달, 세포 간 신호 전달, 신경세포 회복 등에 관여하는 아밀로이드 전구 단백질이다. 이 두 단백질의 상호작용이 알츠하이머 질환 정도에 영향을 미친다는것을 이 연구진이 분자수준에서 처음 규명했다. 연구팀은 타우 단백질이 신경세포 안에서 미세소관(세포 내 수송로)에 붙는 구조(K18, R1-R4, PHF6, PHF6) 중, K18, R2, R3이 아밀로이드 베타와 결합해 '타우–아밀로이드 베타 복합체(이종 복합체)'를 만들게 된다고 설명했다. 이 작용이 중요한 이유는 아밀로이드 베타가 원래대로라면 독성이 강한 딱딱한 섬유(아밀로이드 피브릴)로 쌓이게 되지만, 타우의 특정 부분이 붙으면 아밀로이드 베타가 독성이 낮고 덜 단단한 형태의 응집체 형성 경로로 전환되기 때문이다. 특히, 들 타우 단백질의 반복 구조는 질환 발병과 연결되는 아밀로이드 응집이 처음 뭉치기 시작하는 과정(핵 형성 단계)을 지연시키고, 또한 질환 진행에 관계되는 아밀로이드 베타의 응집 속도와 구조적 형태를 동시에 변화시켜 아밀로이드 베타가 일으키는 독성 수준을 뚜렷하게 감소시키는 것을 연구팀이 확인했다. KBSI 이영호 박사는 “치매 발병 및 진행에 관한 새로운 분자 메커니즘을 규명한 것"이라며 "알츠하이머병과 파킨슨병 사이의 질환 간 상호작용은 물론, 치매, 당뇨병, 암 등 여러 질환 사이의 상호 연관성을 밝히는 데 중추적 역할을 할 것"으로 기대했다. KAIST 임미희 교수는 “타우 단백질의 병리적 이해에 새로운 전환점을 제시했다”며, “알츠하이머병뿐만 아니라 다양한 단백질 응집 기반 신경 퇴행성 뇌질환에서 치료 표적으로 작용할 수 있는 새로운 분자 모티프를 발굴했다는 데 의의가 있다”라고 말했다.