생명연, 알츠하이머 원인인 타우단백질 제거하는 새 기전 규명

한국생명공학연구원은 단백질 향상성 조절에 중요한 단백질로 알려진 ‘발로신함유 단백질’이 알츠하이머 원인인 타우단백질을 제거하는 새로운 기전을 규명했다고 18일 밝혔다.

이정수 생명연 마이크로바이옴융합연구센터 박사 연구팀은 류훈 한국과학기술연구원 박사 연구팀, 이정희 미국 보스턴 의과대학 교수 연구팀과 함께 발로신 함유 단백질(VCP)이 타우단백질을 제거하는 새로운 기전을 규명하는데 성공했다.

타우병증은 타우단백질이 비정상적으로 과도하게 응집하고 축적돼 발생하는 질병군으로 알츠하이머병, 전두측두엽 치매, 진행성 핵상마비 등과 같은 퇴행성 뇌질환이 이에 속한다. 특히 알츠하이머병은 가장 널리 알려진 치매 중 하나로 아직 명확한 치료제가 없는 대표적인 난치질환 중 하나다.

연구팀은 동물모델에서 인간 타우단백질 발현에 따라 VCP 발현도 함께 변화한다는 사실에 주목하고, VCP 발현을 조절하면 자가포식이 활성화되며 타우단백질을 제거하는 기전을 규명했다.

VCP는 단백질 항상성 유지에 필수적인 단백질로 신경계와 근골격계에서 비정상적인 단백질 응집과 세포 사멸을 일으키는 희귀질환인 다기관 단백질 질환(MultiSystem Proteopathy)에 관여하는 것으로 알려졌으나 타우단백질 제거 기능은 아직 보고된 바가 없었다.

연구팀은 동물모델에서 VCP 발현이 감소하면 타우단백질의 축적이 비정상적으로 증가하는 반면, VCP 발현이 증가할 땐 타우단백질의 응집이 감소한다는 사실을 알아냈다. 이때 마우스 모델에서는 알츠하이머병 치매 관련 행동까지 개선되는 것을 추가적으로 확인했다.

알츠하이머병 환자의 뇌 조직에서도 역시 두 단백질이 반비례한다는 것을 임상적으로 확인했다.

이는 VCP가 자가포식하는 과정에서 타우단백질을 제거하는 것으로, 연구팀은 VCP 활성촉진제 SMER-28과 자가포식 활성촉진제 라파마이신(rapamycin)을 함께 투여하면 더욱 강한 타우단백질 제거 효과가 있다는 사실도 밝혀내었다.

연구팀은 이번 연구성과를 통해 알츠하이머병을 효과적으로 예방하고 제어할 수 있는 치료제 개발에 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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