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치료제 없는 파킨슨병, 발병 기전 규명...치매 등 퇴행성 뇌질환 극복 기대
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치료제 없는 파킨슨병, 발병 기전 규명...치매 등 퇴행성 뇌질환 극복 기대
  • 심성필 기자
  • 승인 2022.01.06 10:24
  • 댓글 0
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뇌 신경전달 단백질 알파시누클레인의 이상증상...독성 가진 단백질 응집체 형성
단백질의 응집, 단백질 고유의 기능이 소실로 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 질환 유발
미토콘드리아의 기능장애나 뇌신경세포 사멸 초래해 파킨슨병 일으켜
KBSI-건국대 공동연구, 'British Journal of Pharmacology' 논문 게재

파킨슨병(Parkinson‘s disease)은 뇌졸중과 함께 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 심각해지면 치매로도 전개될 수 있는 질환이지만, 아직 뚜렷한 치료제도 없고 정확한 원인도 밝혀지지 않았다. 

60세 이상에서 1%의 유병률을 보이고, 나이가 들수록 발병률이 증가한다. 전 세계 파킨슨병 환자는 약 1천만 명으로 알려져 있으며, 국내에서는 2015년 약 10만 명에서 2019년 12만5천 명으로 지속 증가하고 있는 것으로 나타났다.(건강보험심사평가원 국민관심질병통계, 2020년)

지난 5일 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 건국대학교 연구팀과 공동으로 파킨슨병의 발병 기전 규명과 치료제 개발을 위한 전략과 방법을 체계화한 연구 논문을 발표했다고 밝혔다.

연구팀은 파킨슨병의 원인으로 주목되어 온 알파시누클레인(α-synuclein)의 응집현상과 세포 내 소기관인 미토콘드리아의 기능장애와 관련해 다양한 기전을 밝힌 최신 연구 결과를 총망라해 정리했다고 설명했다.

알파시누클레인 응집체에 의한 뉴런에서의 미토콘드리아 기능장애 및 세포사멸 모식도(알파시누클레인 응집체인 올리고머가 미토콘드리아의 구성성분과 상호작용하는 양상을 나타낸 것. 이외에도 알파시누클레인 모노머가 미토콘드리아 구성성분과 상호작용하여 독성 응집체를 형성하는 등 알파시누클레인 응집이 미토콘드리아 기능장애를 유발하는 다양한 경로가 존재한다고 여겨지고 있다.) /연구 이미지=KBSI 제공

알파시누클레인은 잔기(residue)로 이루어진 천연변성단백질로 생리학적 조건에서 특정한 구조를 갖지 않으나 생체막에 결합을 하면 헬릭스 구조를 갖게 되고, 시간 및 환경변화에 따라 올리고머나 아밀로이드 피브릴과 같은 응집체를 형성하여 파킨슨병, 치매 등 다양한 퇴행성 질환을 유발한다.

연구팀은 뇌세포 사이에 신경전달을 돕는 단백질인 알파시누클레인의 이상 증상으로 인해 올리고머(oligomer) 등의 독성을 가진 단백질 응집체를 형성하는데 미토콘드리아의 기능장애나 뇌신경세포의 사멸을 초래해 파킨슨병을 일으킨다고 봤다. 

단백질 응집은 용액상으로 존재하는 단백질이 환경변화에 따른 구조 변화나 용해도 저하로 인하여 뭉치는 현상이다. 단백질의 응집은 단백질 고유의 기능이 소실되게 하고 치매나 파킨슨병, 이형 당뇨병, 백내장 등 퇴행성 질환으로 진행된다. 단백질 응집체로는 무정형 응집체, 올리고머, 프로토 피브릴, 아밀로이드 피브릴 등이 대표적이다.

이중 올리고머는 원형의 형상을 나타내는 경우가 많으며, 아밀로이드 피브릴에 비교해서 응집된 단백질의 개수는 적으나 독성이 강한 특징이 있다.

특히 연구팀은 알파시누클레인이 미토콘드리아의 기능장애뿐만 아니라 기능유지를 돕는 기전도 있다고 밝히고 있는데 알파시누클레인을 표적으로 미토콘드리아 항상성을 유지시킬 수 있는 효과적인 후보와 임상시험 물질, 파킨슨병을 조절하는 기전과 원리에 대해서 체계적으로 제시했다.

KBSI 이영호 박사(왼쪽), 건국대 최동국 교수(오른쪽) /KBSI 제공

KBSI 바이오융합연구부 이영호 박사는 "세계적으로 활발히 진행 중인 알파시누클레인과 미토콘드리아에 기반한 파킨슨병 연구의 방대한 성과를 집대성한 이번 논문이 관련 연구자들에게 유용한 정보가 되기를 바란다"며 "파킨슨병과 치매까지도 극복하는 효과적인 아이디어가 될 것"으로 기대했다.

건국대 생명공학과 최동국 교수는 "신경변성 질환의 이해와 새로운 파킨슨병 치료법을 설계하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”라고 말했다.

해당 논문은 약학분야 세계적 권위 학술지 'British Journal of Pharmacology' 2022년 1월호에 논문명 'Targeting α-synuclein aggregation and its role in mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease'로 게재되었다.

케미컬뉴스 심성필 기자


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