신생아와 알츠하이머병 환자의 뜻밖의 공통점

타우 단백질, 아기 때는 뇌 형성 돕고, 늙으면 뇌 쇠퇴 유발?

 

타우 반백질이 신생아 뇌에선 뇌 발달을 돕는 반면 알츠하이머병 환자 뇌에서 뇌세포 감소를 초래하는 대조적 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. ⓒBrain Communications

 

 

신생아와 알츠하이머병 환자는 뜻밖의 공통점이 있다. 타우 단백질 수치가 높다는 것이다.  6월 7일(현지시간)  《뇌 의사소통(Brain Communications)》에 발표된 스웨덴 예테보리대학 연구진 논문에 담긴 내용이다.

 

예테보리대의 카이 블레노우 교수(정신의학 및 신경화학)가 이끄는 연구진은 신생아와 알츠하이머병 환자 모두 타우단백질을 구성하는 트레오닌이라는 아미노산이 인산화된 p-tau217의 혈중 수치가 높게 나타났다고 보고했다. p-tau217는 알츠하이머병의 주요 진단 지표다. p-tau217 혈중 농도 증가는 아밀로이드베타(Aβ) 단백질 응괴(플라크)와 함께 알츠하이머병을 유발하는 양대 인자다.

 

신생아는 (자연적인 이유로) 이러한 유형의 병리학적인 변화가 없다. 따라서 신생아의 혈장 p-tau217 증가는 완전히 다른, 완전히 건강한 메커니즘을 반영하는 것으로 보인다.

 

스웨덴, 스페인, 호주의 연구진이 참여한 이 대규모 국제연구는 건강한 신생아, 미숙아, 청년, 노인, 알츠하이머병 환자 로 구성된 400명 이상의 혈액 샘플을 분석했다. 놀랍게도 신생아의 p-tau217 수치가 알츠하이머병 환자보다 더 높은 것으로 나타났다. 이 수치는 특히 미숙아에서 높게 나타났으며 생후 첫 몇 개월 동안 감소하기 시작하여 결국 성인 수준으로 안정화됐다.

 

신생아의 혈액에서 처음 발견

 

주로 동물 모델을 기반으로 한 종전 연구는 초기 뇌 발달에서 인산화 타우가 일정 역할을 수행할 것임을 시사했다. 그러나 과학자들이 신생아의 혈액에서 p-tau217 농도를 직접 측정한 것은 이번이 처음이다. 이번 발견으로 이 단백질이 뇌 발달에서 어떤 역할을 하는지를 이해하기 위한 단초가 마련됐다.

 

알츠하이머병에서 p-tau217은 뇌세포의 파괴와 그에 따른 인지 기능 저하를 유발하는 것으로 알려진 타우 엉킴과 관련 있다. 반면 신생아의 경우엔 타우의 급증은 건강한 뇌 발달을 지원해 신경세포의 성장을 돕고 다른 신경세포와 새로운 연결을 형성해 어린 뇌의 구조를 형성하는 데 도움을 주는 것으로 보인다.

 

이 연구는 또한 건강한 아기와 미숙아 모두에서 p-tau217 수치가 출생 시기와 밀접한 관련이 있다는 사실을 밝혀냈다. 출생이 빠를수록 이 단백질의 수치가 높아져 까다로운 발달 조건에서 빠른 뇌 성장을 지원하는 역할을 하는 것으로 나타났다.

 

신생아, 대조군. 알츠하이머병환자에서 타우 단백질의 일종인   p-tau217 의 혈중농도 ⓒBrain Communications

 

새로운 치료법을 위한 잠재적 로드맵

 

가장 설득력 있는 설명은 우리의 두뇌가 한동안 타우의 손상 효과에 대한 내장된 보호 기능을 갖추고 있었을 수 있다는 것이다. 그 때문에 신생아는 알츠하이머병에서 볼 수 있는 종류의 손상을 유발하지 않으면서 높은 수준의 인산화 타우를 견딜 수 있고 심지어 혜택까지 받게 된다는 설명이다.

 

논문의 주저자인 예테보리대의 페르난도 곤잘레스-오티스 연구원은 “이 자연적인 보호 기능이 어떻게 작동하는지, 그리고 나이 들어 감에 따라 왜 그 기능이 상실되는지를 이해하면 새로운 치료법을 위한 로드맵이 마련될 것이라고 믿는다”고 밝혔다. 신생아의 뇌가 타우를 억제하는 방법을 알아낸다면 언젠가 그 과정을 모방해 알츠하이머병의 진행 속도를 늦추거나 막을 수 있을 것이란 설명이다.

 

p-tau217의 증가가 노인의 뇌에서는 위험 신호이지만, 신생아에서는 뇌를 형성하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 발견이다. 같은 분자가 신생아 때는 뇌 형성을 돕고, 노년기에는 뇌의 쇠퇴를 유발하는 극적으로 다른 역할을 수행하는 셈이다.

 

혈장 p-tau217은 최근 알츠하이머병 진단에 사용하도록 FDA 승인을 받았으며 임상 환경에서 점점 더 중요한 도구가 되고 있다. 연구진은 특히 임상 및 역학 연구와 약물 개발을 위해 p-tau217 증가 기전을 이해할 필요가 있다고 강조했다. 이 연구는 또한 아밀로이드베타 응괴가 p-tau217 증가의 주요 원인이 아닐 수 있음을 시사한다.

 

해당 논문은 다음 링크(https://academic.oup.com/braincomms/article/7/3/fcaf221/8158110?login=false)에서 확인할 수 있다.