[민족의학신문=박숙현 기자] 한국한의학연구원(원장 이진용, 이하 한의학연) 한의기술응용센터 고영훈 박사 연구팀이 알츠하이머 치매의 강력한 위험인자인 APOE4 유전형에 의한 성상교세포의 당대사 및 미토콘드리아 기능 변화와 그 원인을 밝혔다고 19일 말했다.
본 연구성과는 DGIST 뇌과학과 서진수 교수팀과 경북대학교 의과대학 이인규 교수팀과의 공동연구를 통해 얻어냈으며, 국제전문학술지 ‘Cell Reports’ (셀 리포트, IF 8.8)에 지난달 29일 온라인 게재됐다.
APOE4 유전형은 치매가 없는 일반인에게는 20% 내외로 발견된다. 하지만, 알츠하이머 치매 환자들에게는 50% 이상의 비율로 관찰되면서, 치매 유발의 가장 강력한 유전인자 중 하나로 알려져 있다. 이에 알츠하이머 치매 발병과 관련하여 APOE4 유전형의 역할에 대한 연구가 다방면으로 이루어지고 있지만, 현재까지 APOE4 유전형이 노년기에 뇌 기능 저하를 유발하는 이유에 대해서는 명확한 해답을 찾지 못했다.
APOE4 (알츠하이머군) 성상교세포에서 APOE3 (정상인군) 성상교세포에 비해 aerobic glycolysis (해당과정)이 유의미하게 증가됨.
공동연구팀은 이를 규명하기 위해 사람으로부터 유래된 만능 줄기세포로 성상교세포를 제작하고 관련 연구를 수행했다. 그 결과 APOE4 성상교세포 내 콜레스테롤 축적이 리소좀에 의한 자가포식 기능을 저하시켜 손상된 미토콘드리아가 적절히 분해되지 않기 때문임을 관찰했고, 당대사 과정 중 해당과정(산소 없이 포도당을 분해하여 에너지를 얻는 대사 과정)의 비율이 증가하며, 미토콘드리아의 호흡이 감소함을 확인했다.
APOE4 세포 내 콜레스테롤의 비정상적 축적을 완화시킬 때, 자가포식 활성 및 리소좀 기능과 미토콘드리아 분해가 정상적으로 이루어지는 것을 확인했으며, 미토콘드리아 호흡이 회복되는 것도 확인할 수 있었다.
고영훈 박사는 “뇌 구조 및 기능 발달 과정이 급격하게 일어나는 초기 및 성인기 뇌의 성상교세포는 상대적으로 에너지를 빠르게 공급할 수 있는 해당과정을 많이 활용하지만, 노년기의 뇌는 이보다 효율적인 미토콘드리아 호흡에 더 의존한다”라며, “APOE4 유전형이 성상교세포의 미토콘드리아 호흡 능력을 떨어뜨리면 성인기보다 노년기의 뇌 기능에 더 큰 악영향을 미칠 수 있다”라고 밝혔다. 그러면서 “이번 연구는 알츠하이머 치매의 원인 및 진행에 대한 근본적인 이해를 제공함으로써, 향후 치료법 및 예방전략 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다”라고 전했다.
한편, 본 연구는 한국한의학연구원 기본사업, 과학기술정보통신부의 중견연구자사업, 뇌과학원천기술개발사업, 한국뇌연구원 기본 사업, DGIST 그랜드챌린지 연구혁신프로젝트(P-CoE), 그리고 보건복지부와 과학기술정보통신부의 치매극복연구개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
