서울대 의대-고려대 공동, 단백질‘타우’의 신경독성 물질 형성 병리 현상 유발 원리 밝혀

타우 조각이 알츠하이머성 치매 질환의 핵심 병인 세계 최초로 제시

이민재 서울대 교수, 서영호 서울대 교수, 이용석 서울대 교수

보건의료 기술의 발전으로 고령화 인구가 늘어나게 되었고, 이에 치매와 같은 퇴행성 신경질환의 환자가 전 세계적으로 늘어나고 있다. 특히 우리나라는 초고령 사회로의 전환속도가 매우 빨라, 치매로 인한 사회경제적 부담이 급증하고 있다. 이에 따라 관련 질환들의 대응과 해결을 위한 적극적인 연구와 치료 기술 개발의 중요성이 대두되고 있다.

가장 흔하게 발생하는 치매의 유형인 알츠하이머병은‘타우’와‘아밀로이드 베타’단백질 등이 응집 및 섬유화되어 신경독성의 원인이 된다고 알려져 있으나, 보다 근본적인 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 이러한 병리기전의 부재는 치매 치료제 개발에 한계로 작용하고 있다.

서울대 의과대학 이민재 교수 연구진과 고려대 연구진 등 공동으로 '알츠하이머 치매의 새로운 발병 기전 규명' 연구성과를 냈다. 알츠하이머병은 가장 흔한 치매의 원인이고, ‘타우’ 단백질은 대표적인 병인 단백질로서 알츠하이머 환자의 뇌에서 응집/섬유화되어 비정상적으로 축적되는 것이다.

이번 연구에서는 타우 단백질의 절단을 통하여 생성된 타우 조각이 알츠하이머성 치매 질환의 핵심 병인이라는 가설을 세계 최초로 제시하였다. 타우 조각들의 자발적 응집, 세포 간 전이, 신경세포의 사멸 등의 병리 기전을 다층적으로 검증하여 알츠하이머병의 새로운 발병 모델을 확립할 수 있었다. 해당 연구는 치매 발병 기전에 대한 새로운 패러다임을 제시함으로써, 이에 기반한 혁신적인 치매 치료제 개발의 가능성을 시사하고 있다.

타우 절단으로부터 시작되는 알츠하이머성 치매의 발병 모델

이 연구는 서울대학교 의과대학 이민재 교수(생화학교실), 서영호 교수(의과학과), 이용석 교수(생리학교실)와 고려대학교 김준곤 교수(화학과) 연구팀 간의 다학제적(생화학, 신경과학, 생물리학 등) 공동연구의 성과이다.

연구를 주도한 이민재 교수는 “이 연구는 새로운 타우 단백질의 섬유화 및 신경독성 생성 원리를 분자와 세포, 그리고 동물모델 수준으로 밝혀낸 것”이라며, “후속 연구를 통하여 알츠하이머병의 새로운 치료 방법을 제시하는 데 기여할 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

이민재 교수는 또한“해당 연구는 다양한 분야 연구자들의 협업과 고위험·고수익 기초연구에 대한 국가적 지원을 통해서 비로소 가능해졌다.”라고 하면서 “창의적 R&D 활동에 대한 지속적 지원”의 필요성을 강조하였다.

이 연구는 보건의료 R&D 사업(치매극복연구개발사업)을 통해 지원되었으며, 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 온라인 게재(2023년 8월 18일)되었다.

세계보건기구는 전 세계 치매 관리비는 2030년 2조 달러 이상으로 예상하고, 치료제 시장은 200억 달러(약 260조 원) 이상이 될 것으로 추산하고 있다. 기초연구를 통해 발굴된 신규 치료 타겟을 기반으로 한 치매 혁신 신약(first-in-class)은 국가 경제에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

서울대학교 홍보실 제공