뇌연구원 "치매 초기 신경망 손상 기전 규명"

국내 연구진이 치매 초기 염증 없는 상태에서도 신경망이 손상되는 원인을 찾아냈다.

한국뇌연구원은 치매연구그룹 김도근·천무경 박사 연구팀이 공간 전사체(Spatial Transcriptomics) 기술을 이용해 뇌 면역세포가 시냅스를 파괴하는 새로운 신경망 손상 기전을 규명했다고 24일 밝혔다.

한국뇌연구원

루이소체 치매 등 시뉴클레인병증은 뇌 안에 알파-시뉴클레인 단백질이 비정상적으로 축적돼 인지 기능을 떨어뜨리는 난치성 질환이다. 그간에는 이 질환이 뇌 염증, 신경세포 사멸 이전의 초기 단계에서 어떤 과정으로 시냅스를 붕괴시키는지 밝혀지지 않았다.

연구팀은 이러한 기전을 규명하기 위해 뇌 조직 안에 세포의 위치 정보를 유지하면서 유전자 발현을 맵핑하는 '공간 전사체' 기술을 시뉴클레인병증 질환을 앓고 있는 마우스 모델에 적용, 질병 초기 해마의 미세 환경 변화를 고해상도로 분석했다.

이 결과 알파-시뉴클레인의 축적이 해마 신경세포의 과도한 스트레스 반응을 유발하고, 이를 통해 생긴 이상 신호가 뇌 염증 반응과 뇌 면역세포(미세아교세포)의 포식 경로인 'AXL-AKT' 신호를 선택적으로 활성화하는 것이 확인됐다.

미세아교세포가 신경세포 간 연결된 부위인 후시냅스 단백질(PSD95)을 과도하게 제거하는 '시냅스 가지치기(Synaptic pruning)'를 유발해 결과적으로 초기 뇌 신경망 붕괴를 야기하는 것도 분석을 통해 확인했다.

한국뇌연구원

이번 연구는 치매가 단순히 신경세포의 사멸로 시작되지 않고, 신경세포 간 연결망이 미세아교세포의 포식 활동을 증가로 먼저 약화·붕괴되면서 진행될 가능성을 엿볼 수 있게 한다.

김 박사는 "뇌 염증이 시작되기 이전에 미세아교세포의 AXL 경로 기반 포식 작용만으로도 뇌 신경망이 약화·붕괴될 수 있다는 게 이번 연구를 통해 규명됐다"며 "이는 향후 루이소체 치매 등 퇴행성 뇌 질환 진행을 조기에 진단해 차단할 새로운 치료 표적이 될 것"이라고 말했다.

천 박사는 "공간분석 기술과 생물학적 검증을 융합해 질환 초기의 뇌 병리 현상을 시각·기전적으로 풀어낸 것이 이번 연구의 성과"라고 말했다.

한편 연구 결과는 최근 다학제 분야 국제 학술지 '저널 오브 어드밴스드 리서치(Journal of Advanced Research)'에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr