혈액 유래 단백질의 알츠하이머병 신규 병인 기전 규명

한국뇌연구원-경북대 연구팀, 퇴행성 뇌질환의 치료전략 수립 정보제공, 알츠하이머병 예방과 병증개선 가능성 제시

한국뇌연구원(KBRI, 원장 서판길) 치매연구그룹 김형준 책임연구원, 김재광 선임연구원, 김도근 선임연구원은 경북대학교(총장 홍원화) 생명과학부 김상룡 교수, 김세환 박사와의 협력연구를 통해 ‘알츠하이머병의 신규 병인으로 혈액 유래 단백질인 프로트롬빈 크링글-2(Prothrombin kringle-2)의 역할과 기전’을 규명했다. 
 

▲ (왼쪽부터) 김상룡 교수, 김세환 연구원, 김재광, 김도근 선임연구원, 김형준 책임연구원 (사진출처=한국뇌연구원)

연구결과를 통해 알츠하이머병에서 나타나는 주요 증상들인 과도한 신경염증 발생 및 비정상적인 인지 장애가 뇌혈관장벽 보호를 통한 특정 혈액 유래 단백질인 프로트롬빈 크링글-2(혈액 응고에 관여하는 프로트롬빈 단백질의 구성영역 중 하나)의 대뇌 발현 제어로 크게 개선될 수 있음이 제시되었다. 
 

▲ 연구결과 모식도 (사진출처=한국뇌연구원, 경북대학교)


알츠하이머병의 원인은 다양하게 제시되어지고 있지만 명확한 기전은 아직 불분명한 상태이다. 그러나, 뇌에서 면역반응과 염증반응에 관여하는 대표적 뇌세포인 미세아교세포의 과도한 활성에 의한 신경퇴화 발생은 퇴행성 뇌질환에서 보편적으로 나타나는 핵심 현상 중 하나로 인식된다.
 

미세아교세포의 과도한 활성과 함께 뇌혈관장벽의 손상은 알츠하이머병 초기부터 환자 뇌에서 잘 보여지는 현상이다. 
 

▲ 알츠하이머병 및 알츠하이머병 동물모델(5XFAD) 해마에서 프로트롬빈 크링글-2 발현 증가 (사진출처=한국뇌연구원, 경북대학교)

연구팀은 실제 알츠하이머병 환자의 사후 대뇌 해마 뇌조직과 유전자 변이를 통해 유도된 알츠하이머병 동물모델의 대뇌 해마에서 프로트롬빈 크링글-2 단백질의 발현이 크게 증가됨을 처음으로 확인했다. 
 

▲ 알츠하이머병 동물모델에서 프로트롬빈 크링글-2 뇌 내 유입 억제를 통한 해마 신경시스템 보호 효과 (사진출처=한국뇌연구원, 경북대학교)

또한, 알츠하이머병 동물모델에서 뇌혈관장벽 보호는 프로트롬빈 크링글-2의 뇌 내 유입을 억제하여 알츠하이머병 동물모델에서 보여 지는 과도한 신경염증과 해마 신경세포 손상과 연관된 인지장애를 크게 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 
 

▲ 알츠하이머병 동물모델에서 프로트롬빈 크링글-2 생성 저해를 통한 해마 신경시스템 보호 효과 (사진출처=한국뇌연구원, 경북대학교)

연구팀은 “알츠하이머병의 중요한 병인으로 연관될 수 있는 뇌혈관장벽 손상의 의미와 함께 뇌혈관장벽 손상 시 대뇌 신경시스템 장애를 일으키는 핵심적인 혈액 유래 단백질로 프로트롬빈 크링글-2의 가능성을 처음으로 보여주었다. 그리고 해당 단백질의 직, 간접적 대뇌 발현 억제가 실제 알츠하이머병 예방과 병증 개선에 크게 도움이 될 수 있는 가능성을 보여 준다”라고 설명했다.  

한편, 이번 연구의 성과는 약리학 및 약학 분야 우수 국제학술지인 ‘브리티쉬 저널 오브 파마콜로지(British Journal of Pharmacology; IF 8.739; JCR 상위 5% 이내)’에 10월 24일 게재(온라인)되었으며, 한국보건산업진흥원과 한국연구재단의 지원으로 연구가 진행되었다.  

글. 김효정 기자 needhj@naver.com | 사진 및 자료출처 = 한국뇌연구원, 경북대학교

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