국내 연구진이 환자혈액 및 유도만능줄기세포 유래 신경세포를 이용해 알츠하이머병과 연관된 스핑고지질 효소인 acid sphingomyelinase(ASM)을 발견했다. 이번 연구결과는 향후 알츠하이머병 진단 및 치료와 예방을 위한 약물 개발의 새로운 표적이 될 것으로 기대된다.

Acid sphingomyelinase(ASM)은 스핑고지질 대사 효소 중 하나로서 sphingomyelin(스핑고마이엘린)을 ceramide(세라마이드)로 전환하는 효소이며, 뇌조직에 풍부하게 존재한다고 알려져 있다.

경북대학교 배재성 교수와 진희경 교수가 주도한 이번 연구는 미래창조과학부의 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 의학 분야 국제 저명 학술지인 Journal of Experimental Medicine에 7월 21일자 온라인판에 게재됐다.

알츠하이머병은 치매의 가장 큰 원인이 되는 병으로 현재까지 정확한 발병 원인이나 치료법에 대한 연구는 미약한 상태였다.

연구팀은 정상인에 비해 알츠하이머 환자의 혈액에서 ASM 효소가 증가된 것을 발견해 연구를 진행했고, 증가된 ASM을 억제하니 세포 내 이물제거과정(자가포식작용)이 향상되어 독성 아밀로이드 축적을 줄이고 기억력 향상을 관찰했다.

즉, 알츠하이머병에서 비정상적인 세포 내 이물제거과정 현상은 보고가 되었으나 그 원인을 명확히 밝히지 못한 상태에서 연구팀은 활성된 ASM 효소가 그 비정상 현상을 일으킨다는 사실을 확인했다.

또 알츠하이머 환자의 섬유아세포를 이용해 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC) 유래 신경세포 제작에 성공해 환자 신경세포를 재구현 함으로써 정상인의 신경세포에 비해 ASM 효소 활성이 증가되어 있는 현상을 확인했고, ASM 효소의 활성 조절이 신경세포 손상을 억제한다는 사실을 밝혀냈다.

유도만능줄기세포는 분화가 끝난 체세포에 세포분화 관련 유전자를 주입해 분화 이전의 세포 단계로 되돌린 배아줄기세포처럼 만능성을 유도해 낸 세포를 의미한다.

이번 연구는 알츠하이머병에서 자가포식작용 및 스핑고지질 대사 기전을 명확하게 규명했으며, 스핑고지질 효소를 조절해 알츠하이머병을 위한 효소기반 치료법 개발의 초석을 마련한데서 의의가 있다.

배재성 교수는 “이번 연구는 알츠하이머병의 새로운 병인을 찾고 특히나 유도만능줄기세포 유래 환자신경세포에서 기전 검증을 수행함으로써 향후 임상 적용 가능한 알츠하이머병의 치료법 개발을 위한 새로운 표적을 제시하는 연구”라고 의의를 밝혔다.

조민규 기자 kioo@kukimedia.co.kr 기사모아보기