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MIT, 알츠하이머병 치료법으로 광선요법 가능성 제기
등록일 : 2019-10-11 09:20 | 최종 승인 : 2019-10-11 09:21
김건우
현재 알츠하이머는 완치가 불가능하며, 병의 진행을 늦추는 치료법만 존재한다(사진=게티이미지)

[메디컬리포트=김건우 기자] 메사추세츠공과대학(MIT) 연구진이 광선요법으로 알츠하이머병을 치료할 가능성이 있다며 연구 결과를 발표했다. 연구진은 몇 년 전, 알츠하이머병에 걸린 쥐의 눈에 깜박거리는 빛을 비추는 광선요법을 실시한 다음 쥐의 뇌에서 아밀로이드와 타우 단백질의 독성이 감소한다는 사실을 발표한 바 있다. 최근 뉴런 저널에 게재된 연구 결과에 따르면, MIT 연구진은 알츠하이머병에 걸린 쥐에게 감마 진동을 증가시키면 염증 감소, 세포 사멸 감소 등의 효과가 있다는 사실을 추가로 알아냈다.

알츠하이머병의 유병률

전문 매체 메디컬뉴스투데이에 따르면, 국제알츠하이머병협회의 조사 결과, 2018년 기준 전 세계적으로 치매 영향을 받는 인구가 5,000만 명이었고 그중 3분의 2가 알츠하이머였다.

알츠하이머병은 돌이킬 수 없는 세포 손실 때문에 환자의 뇌 조직과 관련 기능이 점차 손상되는 질병이다. 이 질환은 특히 신경세포 사이의 베타-아밀로이드 단백질 플라크로 알려진 독성 침착물과 타우 단백질의 독성 엉킴 형성 등에 의해 발생한다.

현재 알츠하이머는 완치가 불가능하며, 병의 진행을 늦추는 치료법만 존재한다.

 

초기 광선요법 연구

2016년에 실시된 연구에 따르면, 초당 40회 주기로 깜박거리는 빛이 시각을 자극하고 감마 진동으로 알려진 뇌파를 유도했다. 이 뇌파는 기억력, 주의력 등 정상적인 뇌 기능과 연관이 있다. 알츠하이머 환자들은 기억력과 주의력이 상당히 저하된 상태를 보인다.

이후 연구진은 40헤르츠로 깜박거리는 빛과 소리의 자극을 조합해 해마와 전두엽 피질의 특정 부분을 자극했고 이 자극이 플라크를 감소시킨다는 사실을 알게 됐다.

새로운 연구 결과

MIT 연구진에 따르면, 새로운 연구는 알츠하이머 개발을 위해 유전자 조작된 두 마리 쥐를 대상으로 실시됐다. 한 마리는 돌연변이 타우 단백질을 갖고 있었다. ‘타우 P301S’라고 알려졌으며, 알츠하이머 환자와 유사한 신경 섬유 엉킴을 형성한다. 다른 쥐는 CK-p25 또는 p25라고 알려진 단백질을 생성했다. 연구에 참여한 차이 리훼이는 "기존 광선요법 연구에 사용된 쥐 모델보다 이번에 사용된 쥐 모델에서 독성 축적 감소가 두드러졌다"고 말했다.

연구진은 두 건의 실험에서 쥐 모델이 신경 변성으로 인해 현저한 영향을 받기 전부터 광선요법을 시작했다고 말했다.

 

시각 자극 요법은 3~6주간 매일 1시간씩 진행됐다. 3주간의 치료 후, 타우 P301S 쥐 모델은 신경 변성을 나타내지 않았다. 치료를 받지 않은 쥐 그룹은 15~20%의 뉴런을 잃었다. 6주 동안 치료를 받은 쥐 모델은 CK-p25 신경 변성을 겪지 않았다.

이외에도, 광선요법을 받은 쥐는 공간 기억 테스트인 모리스 수중 미로를 더 잘 빠져나갔다. 알츠하이머가 없지만, 나이가 많은 쥐도 광선요법을 받은 후 더 빠른 속도로 과제를 수행할 수 있었다.

세포 수준의 변화

연구진은 뇌에서 잔해물을 제거하는 면역 세포인 뉴런과 미세아교세포에서 유전자 발현의 변화와 관련된 치료를 받은 쥐와 받지 않은 쥐를 모두 관찰했다. 이후 밝혀진 결과에 따르면 치료를 받지 않은 쥐 그룹에서는 DNA의 복구, 시냅스 기능, 또한 시냅스가 제대로 기능하기 위해 중요한 세포 과정 등과 관련된 유전자 발현이 감소했다.

치료를 받은 생쥐에게서는 더 높은 유전자 발현이 관찰됐고 시냅스의 수도 더 많았다. 치료를 받지 않은 생쥐 그룹의 미세아교세포를 관찰한 결과 염증 촉진 유전자의 발현이 증가했으며, 치료를 받은 생쥐 그룹에서는 유전자가 눈에 띌 정도로 줄어들었고 운동성과 관련된 유전자가 늘어났다.

연구진은 깜박이는 빛을 알츠하이머 생쥐의 눈에 비추는 치료를 시행한 후 아밀로이드와 타우 단백질 독성 축적이 감소한다는 사실을 발견했다(사진=게티이미지)

연구진은 이 결과가 미세아교세포가 염증과 싸우고 신경섬유 엉킴 및 아밀로이드 플라크 형성으로 이어지는 분자를 제고하는 데 효과적이라는 점을 보여준다고 말했다. 연구진은 “아직 미세아교세포가 알츠하이머와 관련된 가장 중요한 세포 유형인지에 대해서는 의문이 많으며, 과학자들도 확신할 수 없다”고 말했다.

연구진은 이 실험 결과를 토대로 더 심각한 증상을 보이는 쥐에게 치료를 적용하면 신경 퇴행이 역전될 수 있는지 여부를 알아보기 위해 또 다른 실험을 할 계획이다. 또 사람 환자에 대해서는 빛과 소리 자극을 이용한 1차 임상실험을 실시했다.

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