치매 악화 막을 단서 찾았다

반도체 기술 응용해 치매 핵심 원인물질 ‘베타 아밀로이드’ 뇌 속 전파 경로 첫 규명
울산의대 서울아산병원 윤승용·김동호 교수팀, 치매 악화기전 확인 통해 치료 가능성 제시

한번 증상이 시작되면 멈추지 않고 삶을 잠식해나가는 치매는 지금까지 알려진 치료 방법으로는 병의 진행을 완전히 막을 수 없어 고령화시대의 그늘로 여겨져 왔습니다.

하지만 국내 기초의학 연구진이 치매를 일으키는 핵심 원인물질 베타 아밀로이드(beta-amyloid)가 뇌 안의 신경 네트워크를 통해 확산되는 경로를 세계 처음으로 규명해 치매가 더 이상 악화되는 것을 막거나 예방할 수 있는 단서를 찾았습니다.

울산의대 서울아산병원 해부학세포생물학교실 윤승용 · 김동호 교수와 송하림 연구원은 최근 반도체 제조 기술을 응용한 미세유체역학실(microfluidic chamber)을 사용하여 베타 아밀로이드가 뇌의 특정 부위에 쌓이면서 다른 부위로 전파되어가는 경로를 밝혔습니다.

전체 치매 환자의 절반 이상을 차지하는 알츠하이머병은 뇌 세포막에 있는 단백질 성분이 대사되는 과정에서 베타 아밀로이드와 같은 이상 단백질이 생성돼 뇌 안에 쌓이면서 뇌신경세포간의 연결을 끊거나 뇌세포를 파괴시켜 치매 증상을 일으킵니다.

이렇게 치매 발현에 가장 주요한 역할을 하는 베타 아밀로이드가 뇌 안에 쌓이는 집적과 침착에 대한 연구는 일부 있었으나, 뇌 안에서 어떻게 확산되는지의 전파 기전에 대한 연구는 이번이 처음입니다.

연구팀은 베타 아밀로이드의 전파경로를 관찰하기 위해 반도체 제조 기술을 응용해 마이크로미터 단위의 미세통로를 만들고, 뉴런 신경세포는 통과하지 못하지만 신경세포의 한 구성요소인 축삭돌기(axon)는 통과할 수 있도록 굵기를 조절했습니다.

이에 베타 아밀로이드를 형광 처리하여 축삭돌기 칸에 투여하고 관찰한 결과, 베타 아밀로이드가 축삭돌기 끝부분을 통해 미세통로를 거쳐 신경세포체에 역방향으로 전달된 후 순차적으로 다음 신경세포로 전파되는 것을 확인했습니다.

          그래픽 <축삭돌기에 투여한 베타 아밀로이드가 미세통로를 통해 신경세포체에 역방향으로 전파되는 과정>
          - A단계 : 베타 아밀로이드를 형광 처리하여 축삭돌기 칸에 투여
          - B단계 : 베타 아밀로이드가 축삭돌기 끝부분을 통해 미세통로를 거쳐 신경세포체에 역방향으로 전달
          - C단계 : 베타 아밀로이드가 순차적으로 다음 신경세포로 전파

윤승용 울산의대 서울아산병원 해부학세포생물학교실 교수는 “이번 연구결과는 치매를 일으키는 핵심 원인물질 중 하나인 베타 아밀로이드 전파를 통해 치매가 악화되는 기전을 확인했다는 데 큰 의의가 있다”고 밝혔습니다.

또한 윤 교수는 “치매 원인물질이 신경 네트워크를 통해 전파되는 것을 차단하기 위한 후속 연구가 성공적으로 이루어지면 치매가 더 이상 악화되는 것을 막거나 예방할 수 있는 가능성도 열릴 것”이라고 덧붙였습니다.

한편 이번 연구결과는 인용지수 11.193의 의학 전문 학회지 ‘신경과학저널' 온라인판에 최근 게재됐습니다.