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국내 연구진, 알츠하이머 원인 단백질 응집 억제…뇌 침착물 약 53% 감소
알파경제
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한국과학기술원(KAIST) 화학과 임미희 교수 연구팀은 전북대학교, 한국생명공학연구원 등과 공동으로 유전자 발현 조절에 관여하는 징크핑거(zinc finger) 단백질을 활용해 아밀로이드 베타(Aβ)의 병리적 응집을 제어하는 데 성공했다고 밝혔다.
연구 결과는 국제학술지 'Advanced Science'에 발표됐다.
알츠하이머병은 뇌에 아밀로이드 베타가 비정상적으로 응집·축적되는 것이 주요 병리적 특징이다. 이 과정에서 형성되는 독성 응집체는 신경세포를 손상시키고 인지기능 저하에 관여한다.
연구진은 징크핑거 단백질의 특정 부위인 ZF2–4가 아밀로이드 베타와 직접 결합한다는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험으로 확인했다.
ZF2–4는 아밀로이드 베타가 길고 독성이 강한 섬유 형태로 응집하는 것을 억제하고, 상대적으로 독성이 낮은 응집체가 형성되도록 유도했다.
이미 형성된 섬유성 응집체에 적용했을 때도 이를 짧고 가는 조각으로 변화시키면서 세포 독성을 감소시켰다.
연구팀은 치료 단백질이 혈액뇌장벽을 통과할 수 있도록 짧은 펩타이드를 결합한 ZF2–4–P9을 추가로 제작했다.
알츠하이머병 모델 생쥐에 투여한 결과, 대조군과 비교해 대뇌피질과 해마의 아밀로이드 베타 침착물이 각각 약 53% 감소했다.
뇌 염증과 관련된 미세아교세포의 과도한 활성화도 대뇌피질에서 약 29%, 해마에서 약 50% 줄었다.
행동실험에서는 익숙한 물체와 새로운 물체를 구별하는 인식기억 능력이 개선됐다. 다만 다른 기억력 및 학습능력 평가에서는 통계적으로 유의한 개선이 확인되지 않았다.
연구진은 기존 응집체의 제거뿐 아니라 독성이 낮은 형태로 응집 과정을 전환하는 접근법이 새로운 치료 전략이 될 수 있다고 설명했다.
다만 이번 연구는 세포 및 동물실험 단계로, 실제 알츠하이머병 환자에서 인지기능 개선이나 질병 진행 억제 효과가 입증된 것은 아니다.
향후 단백질의 체내 안정성, 뇌 전달 효율, 장기 안전성 및 면역반응 가능성에 대한 추가 검증이 필요하다.
연구진은 이번 기술이 알츠하이머병뿐 아니라 비정상적인 단백질 응집이 관여하는 다른 신경퇴행성 질환의 치료제 개발에도 활용될 가능성이 있다고 평가했다.