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알츠하이머 질환과 기억 재생
게시일 2007-05-04 19:18 | 최종수정 2010-09-09 14:38
알츠하이머 환자들의 뇌에서는 아세틸콜린(acetylcholine)이라는 뇌신경전달물질이 점점 줄어들기 때문에 기존 치료방법에서 아리셉트와 같은 콜린에스터레이즈(cholinesterase) 저해제가 사용되고 있다. 그렇지만 이들 약물들의 인지기능 개선 효과는 매우 미약하여 새로운 약물의 개발이 요구되고 있다. 최근에는 아밀로이드 전구단백질(amyloid precursor protein: APP), 타우단백질(tau protein), 뇌 내 아포지단백대사와 같은 특이적 알츠하이머 병태생리에 근거한 연구와 염증, 산화손상, 흥분성 세포독성 및 아폽토시스(apoptosis) 등의 광범위한 퇴행성신경 손상 기전에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며 이를 이용하여 알츠하이머의 진행을 억제할 수 있는 치료제 개발이 시도되고 있다.
이번에 알츠하이머 환자들의 기억 감퇴를 회복시킬 수 있는 새로운 연구결과가 발표되었다. 연구결과의 하나는 주변 환경을 이용하는 것이고 다른 하나는 기존에 이용되는 항암제를 투여하는 방법이다. 그러나 이번 연구는 초기단계이고 단지 치매 환자들에게 새로운 희망을 제시했다는데 의미가 있다고 연구를 주도한 MIT 피코워 학습기억 연구소의 리 훼이 츠이교수는 지적했다. 이번 연구는 4월 29일자 ‘Nature’ 온라인판에 발표되었다.
알츠하이머는 나이가 들어갈수록 많이 발생하는 질환으로 미국 알츠하이머협회의 보고에 따르면 미국의 환자수는 500만 명이며 특별한 예방법이나 치료법이 발견되지 않는다면 2050년에는 환자수가 1600만 명으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 단계적이고 되돌릴 수 없는 기억력 감소가 알츠하이머 환자들의 대표적인 증상이지만 신경과학자들은 기억을 완전히 잃는 것인지 아니면 단순히 기억에 접근하지 못하는 것인지도 명확하게 밝혀내지 못하고 있다.
츠이교수는 풍부한 환경조건(enriched environment)이 학습을 향상시킨다고 오랫동안 알려져 있었다고 지적했다. 그렇지만 이런 환경조건이 기억 감퇴도 복구시키는가는 아직 밝혀지지 않은 형편이다. 츠이교수는 “여기에 대해서 깊은 연구가 이루어지지 못한 것은 사람들에게 너무 많은 환경조건을 제시해야 하기 때문이다. 동물모델에서도 마찬가지의 어려움이 있다.”라고 설명했다. 그러나 수년 전부터 그녀의 연구팀은 큰 성과를 얻어냈다. 연구팀은 유전자 조작으로 뉴런 세포가 지속적으로 손상되어 알츠하이머나 다른 퇴행성 신경질환이 발생하는 마우스를 만들어냈다. 이들 뉴런의 지속적인 파괴가 심각한 기억 결핍을 유발시킨다고 한다.
연구팀은 마우스 모델에게 몇 가지 일을 훈련시켰으며 다음 단계로 기억력 결핍을 일으키는 알츠하이머성 신경 손상을 유도했다. 그러나 사육장에 선반, 않는 자리, 보금자리를 만드는 물건들, 터널, 다른 마우스 등이 존재하는 풍부한 환경조건에 있는 마우스는 기억을 유지시켜서 수 주가 지난 후에도 미로에서 길을 찾았으며 훈련 받은 일도 잘 수행했다. 반면에 자극을 주지 않는 환경의 마우스들은 길을 잃고 훈련 받았던 일을 완수하지 못했다. “어떻게 주변환경이 기억을 촉진시키거나 보존하는가?”라고 묻자 츠이박사는 “풍부한 환경조건이 손실된 뉴런을 원상 복귀시키지는 않는다. 그 대신에 새로운 뉴런을 성장시키고 시냅스를 형성시키는 것으로 생각한다. 우리는 이런 식으로 뇌를 다신 연결시켜준다고 추정하고 있다.”라고 밝혔다.
히스톤 디아세틸레이즈(histone deacetylase: HDAC) 저해제도 마우스의 기억 결핍을 복귀시키는 것으로 확인되었다. 이 약물은 이미 항암제로 이용되고 있으며 분자 수준에서 주요 성장인자와 단백질 생산 유전자들을 늘리는 작용을 한다. HDCA 저해제가 투여된 마우스들은 대조군의 마우스들과 비교하여 미로에서도 별 문제 없이 길을 찾았으며 기억과 관련된 다른 일도 잘 했다고 한다. 츠이박사는 HDCA의 저해로 히스톤의 아세틸레이션이 증가하면 마우스의 뇌에서 학습기억에 관련된 유전자가 촉진되는 것으로 믿고 있다. 그 결과로 새로운 뉴런 네트워크가 형성되어서 기억에 다시 접근할 수 있다는 것이다.
이번 연구에 대하여 노화, 뇌 회복 전문가인 폴 산버그박사는 “매우 인상적이다. 특히 이들 약물들은 암 환자에게 이미 사용되고 있다. 때문에 알츠하이머 환자들에게 적용되는 것도 머지않아 가능할 것이다.”라고 밝혔다. 그렇지만 구체적으로 어떤 유전자가 증가하고 어떤 유전자가 필수적인지 논문에서 정확하게 밝혀내지는 못했다고 지적했다. 연구팀은 HDCA 저해제를 알츠하이머 환자들에게 시험하기 위해서는 더 많은 연구를 필요로 한다고 밝혔다. 그렇지만 정신자극과 행동을 포함하여 풍부한 주변환경은 바로 적용되어 환자들에게 도움이 될 것으로 보고 있다.
이번 연구결과는 작용방식에 차이는 있지만 올해 1월 24일자 ‘Journal of Neuroscience’에서도 반복된 학습이 알츠하
출판날짜 : 2007-05-02
정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
(본 내용은 KISTI의 정보이용 승인을 통해 제공되며 저작권은 KISTI에 있습니다.)
이번에 알츠하이머 환자들의 기억 감퇴를 회복시킬 수 있는 새로운 연구결과가 발표되었다. 연구결과의 하나는 주변 환경을 이용하는 것이고 다른 하나는 기존에 이용되는 항암제를 투여하는 방법이다. 그러나 이번 연구는 초기단계이고 단지 치매 환자들에게 새로운 희망을 제시했다는데 의미가 있다고 연구를 주도한 MIT 피코워 학습기억 연구소의 리 훼이 츠이교수는 지적했다. 이번 연구는 4월 29일자 ‘Nature’ 온라인판에 발표되었다.
알츠하이머는 나이가 들어갈수록 많이 발생하는 질환으로 미국 알츠하이머협회의 보고에 따르면 미국의 환자수는 500만 명이며 특별한 예방법이나 치료법이 발견되지 않는다면 2050년에는 환자수가 1600만 명으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 단계적이고 되돌릴 수 없는 기억력 감소가 알츠하이머 환자들의 대표적인 증상이지만 신경과학자들은 기억을 완전히 잃는 것인지 아니면 단순히 기억에 접근하지 못하는 것인지도 명확하게 밝혀내지 못하고 있다.
츠이교수는 풍부한 환경조건(enriched environment)이 학습을 향상시킨다고 오랫동안 알려져 있었다고 지적했다. 그렇지만 이런 환경조건이 기억 감퇴도 복구시키는가는 아직 밝혀지지 않은 형편이다. 츠이교수는 “여기에 대해서 깊은 연구가 이루어지지 못한 것은 사람들에게 너무 많은 환경조건을 제시해야 하기 때문이다. 동물모델에서도 마찬가지의 어려움이 있다.”라고 설명했다. 그러나 수년 전부터 그녀의 연구팀은 큰 성과를 얻어냈다. 연구팀은 유전자 조작으로 뉴런 세포가 지속적으로 손상되어 알츠하이머나 다른 퇴행성 신경질환이 발생하는 마우스를 만들어냈다. 이들 뉴런의 지속적인 파괴가 심각한 기억 결핍을 유발시킨다고 한다.
연구팀은 마우스 모델에게 몇 가지 일을 훈련시켰으며 다음 단계로 기억력 결핍을 일으키는 알츠하이머성 신경 손상을 유도했다. 그러나 사육장에 선반, 않는 자리, 보금자리를 만드는 물건들, 터널, 다른 마우스 등이 존재하는 풍부한 환경조건에 있는 마우스는 기억을 유지시켜서 수 주가 지난 후에도 미로에서 길을 찾았으며 훈련 받은 일도 잘 수행했다. 반면에 자극을 주지 않는 환경의 마우스들은 길을 잃고 훈련 받았던 일을 완수하지 못했다. “어떻게 주변환경이 기억을 촉진시키거나 보존하는가?”라고 묻자 츠이박사는 “풍부한 환경조건이 손실된 뉴런을 원상 복귀시키지는 않는다. 그 대신에 새로운 뉴런을 성장시키고 시냅스를 형성시키는 것으로 생각한다. 우리는 이런 식으로 뇌를 다신 연결시켜준다고 추정하고 있다.”라고 밝혔다.
히스톤 디아세틸레이즈(histone deacetylase: HDAC) 저해제도 마우스의 기억 결핍을 복귀시키는 것으로 확인되었다. 이 약물은 이미 항암제로 이용되고 있으며 분자 수준에서 주요 성장인자와 단백질 생산 유전자들을 늘리는 작용을 한다. HDCA 저해제가 투여된 마우스들은 대조군의 마우스들과 비교하여 미로에서도 별 문제 없이 길을 찾았으며 기억과 관련된 다른 일도 잘 했다고 한다. 츠이박사는 HDCA의 저해로 히스톤의 아세틸레이션이 증가하면 마우스의 뇌에서 학습기억에 관련된 유전자가 촉진되는 것으로 믿고 있다. 그 결과로 새로운 뉴런 네트워크가 형성되어서 기억에 다시 접근할 수 있다는 것이다.
이번 연구에 대하여 노화, 뇌 회복 전문가인 폴 산버그박사는 “매우 인상적이다. 특히 이들 약물들은 암 환자에게 이미 사용되고 있다. 때문에 알츠하이머 환자들에게 적용되는 것도 머지않아 가능할 것이다.”라고 밝혔다. 그렇지만 구체적으로 어떤 유전자가 증가하고 어떤 유전자가 필수적인지 논문에서 정확하게 밝혀내지는 못했다고 지적했다. 연구팀은 HDCA 저해제를 알츠하이머 환자들에게 시험하기 위해서는 더 많은 연구를 필요로 한다고 밝혔다. 그렇지만 정신자극과 행동을 포함하여 풍부한 주변환경은 바로 적용되어 환자들에게 도움이 될 것으로 보고 있다.
이번 연구결과는 작용방식에 차이는 있지만 올해 1월 24일자 ‘Journal of Neuroscience’에서도 반복된 학습이 알츠하
이머 환자들의 뇌에 베타 아밀로이드(beta amyloid) 단백질 축적과 과인산화 타우 단백질(hyperphosphorylated-tau)의 형성을 지연시킨다는 연구결과도 발표되었다. 베타 아밀로이드 축적은 세포간의 교류를 방해하여 알츠하이머병의 증상을 일으킨다. 또한 뉴런 사이의 연접 부분인 시냅스(synapse)의 이상이 알츠하이머병(Alzheimer`s disease)에 관련된 증상에 역할을 한다고 보고되어 있기 때문에 연구팀의 추측대로 HDCA 저해제가 이들을 정상화시키는 효과가 확인된다면 새로운 방식으로 알츠하이머에 도전할 수 있을 것으로 기대된다.
출판날짜 : 2007-05-02
정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
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