두뇌 질환에 작용하는 아밀로이드 베타 단백질이 염증과도 관련이 있다는 연구 결과가 발표됐다.
이는 신경의 타우 단백질 축적과도 연관성이 있는 것으로 확인됐다. 염증이 알츠하이머병과 다른 신경퇴행성 질환을 유도하는 데 큰 역할을 하고 있다는 것을 의미한다.
본대학과 독일신경퇴행성질환센터(DZNE)는 염증 과정으로 인해 신경 단백질의 병리학적 변화서의 염증 반응과 단백질 작용 밝혀져 가 발생한다는 것을 밝혀냈다.
염증 과정, 두뇌 속 정상 단백질을 변형할 수 있어
학자들은 두뇌에만 들어있는 특정 단백질이 신경퇴행성 질환 유발과 연관이 있다는 것을 알고 있었다. 그리고 알츠하이머병과 헌팅턴병, 파킨슨병, 근위축성 측색 경화, 프리온 질병 등의 원인으로 이 단백질을 지적했다.
이번 연구 결과 이 모든 질환은 한 가지 공통분모를 가지고 있었다. 바로 신경에 비정상적으로 축적된 단백질이다.
특정한 과정에 의해 이 단백질이 조절할 수 없는 양으로 쌓이게 되면, 중추신경계(CNS)는 이 과잉 단백질을 제거할 수 없게 된다. 그리고 단백질이 계속 축적되면 서로 뭉쳐 혹이 되고 신경 간의 소통과 영양소 공급을 방해한다. 이 과정 때문에 신경 세포가 조기에 죽는 것이다.
이에 DZNE 연구진은 염증이 비정상적인 단백질 축적을 이끌어내는 동인일 수 있다고 결론 내렸다. 인간의 두뇌 조직을 분석한 결과, 염증 반응이 단백질의 정상 기능을 변형시켜 두뇌에 해롭게 작용할 수 있다는 것이다.
수석 저자인 마이클 헤네카 교수는 "염증 조절 복합체인 인플라마솜(inflammasome)과 염증 반응이 타우 병리학 발현을 유발하는 것으로 확인됐다"며 "인플라마솜에 의해 완화되는 염증 과정이 핵심"이라고 말했다.
건강한 체내에서 아밀로이드 베타 단백질은 아밀로이드 전조 단백질의 일부를 구성한다. 중추신경계는 이러한 아밀로이드 전조 단백질를 자연스럽게 분해시켜 제거하는 기능을 수행한다.
주로 신경 세포에 있는 타우 단백질은 미세관을 안정시키기 위해 신경 세포를 활용한다. 하지만 체내가 건강하지 못한 경우, 아밀로이드 베타가 서로 뭉치고 타우 단백질의 안정성에 영향을 미쳐 신경을 죽게 만든다.
이번 연구에서는 두뇌 속 면역 세포에 위치한 NLRP3 인플라마솜이라는 단백질 복합체도 발견됐다. 이 단백질 복합체는 두뇌 속에서 염증 반응의 스위치로 기능한다. 전측두엽 치매로 사망한 환자의 두뇌 조직을 분석한 결과 NLRP3 인플라마솜이 작용하는 원리를 확인한 것이다.
인플라마솜이 자극을 받게 되면, 두뇌 속 염증 반응 사슬이 발생한다. 그리고 이러한 염증 반응은 특정한 효소에 영향을 미쳐 타우 단백질의 고인산증 반응을 촉발시킨다.
그 결과, 단백질은 화학적 변화가 진행되고 신경 스캐폴드에서 분리된다. 이 상태가 된 타우 단백질은 신경으로 부착되는 대신 단백질끼리 서로 뭉치게 되는 것이다.
동일한 인플라마솜은 아밀로이드 베타 단백질을 뭉치게도 만든다. 그리고 염증 과정은 아밀로이드 베타가 서로 뭉치도록 보조한다. 아밀로이드 베타가 뭉치게 되면 신경의 작용을 방해하고 타우 단백질의 병리 과정이 더욱 진행된다.
연구진은 인플라마솜이 아밀로이드 베타와 타우 단백질 비정상 관계를 설명해주는 핵심이라고 결론 내렸다. 정상적인 상태라면, 아밀로이드 베타가 뭉치기 시작할 때 인플라마솜은 염증 반응으로 단백질이 뭉치지 않게 할 수 있다.
그러나 인플라마솜은 아밀로이드 베타가 서로 엉켜 더욱 많은 타우 단백질이 신경에서 떨어지게 만들 수도 있는 것이다.
이번 연구를 통해 아밀로이드 베타 단백질과 타우 단백질의 병리과정을 중단하거나 속도를 늦출 수 있는 방법에 대해 중점적으로 개발해야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
알츠하이머병과 치매로 인한 사망률
알츠하이머병과 치매는 전 세계적인 주요 사망원인이다. 이로 인한 사망률이 가장 높은 곳은 키리바티로 인구 10만 명당 63.68명의 사망률을 기록했다. 그 다음으로 마샬 제도(58.58명), 바누아투(57.13명) 순이다.
한편, 알츠하이머병과 기타 치매로 인한 사망률이 낮은 국가로는 쿠웨이트 (18.29명), 방글라데시 (23.59명), 키르기스스탄 (24.44명) 등이었다.