알츠하이머 병을 초기에 고칠 수 있는 유전자 치료제가 개발됐다. 알츠하이머 병의 원인 물질로 알려진 아밀로이드 베타의 생성을 차단하는 SPON1 유전자 주입을 통해 알츠하이머 질병 동물 모델에서 인지능 및 기억력이 회복되는 것을 확인 하였다.

 UNIST 생명과학부의 김정범 교수팀은 알츠하이머 병 치료에 사용될 수 있는 유전자를 발견하고 알츠하이머 질병 동물 모델에서 그 효과를 확인 하였다. 알츠하이머 병의 원인 물질이라고 여겨지고 있는 아밀로이드 베타의 양이 SPON1 유전자를 주입 해준 후 현격하게 줄어든다는 것을 세포 및 동물 모델에서 모두 확인하였다.

알츠하이머 병은 전체 치매 환자의 약 70%에 발견되는 퇴행성 뇌질환으로 아밀로이드 베타의 축적과 타우 단백질의 과인산화 작용과 동반해 뇌내 과도한 염증반응 및 뇌세포의 사멸로 이어 진다. 병이 진행될수록 뇌를 이루는 각 뇌신경들의 사멸로 인한 뇌기능을 상실로 이어져 표면적으로는 인지능 및 기억력 상실이 발생하고 성격장애가 발생하며 생명 유지에 관련된 뇌 기능의 불능으로 인해 결국 사망에 이르게 된다. 전 세계적으로 알츠하이머 질환자수가 증가함에 따라 치료제 개발을 위한 수많은 연구가 진행됨에도 불구하고 증상을 완화 시키는 약은 나왔지만 아직까지 병을 완치할 수 있는 치료약이 개발되지 않았다.

이 문제를 해결 하기 위해 김정범 교수팀은 알츠하이머 병의 원인 물질이라고 알려진 아밀로이드 베타를 단순히 제거하는 것이 아닌 생성 자체를 차단하는 전략을 세웠다. 뇌신경세포가 사멸이 진행되고 난뒤에 아밀로이드 베타를 제거 하는 것 보다는 알츠하이머 병 초기에 아밀로이드 베타를 생성을 차단하는 것이 더욱더 치료를 위해 적합하다고 판단했기 때문이다.

아밀로이드 베타는 아밀로이드 전구 단백질로부터 베타-시크리테이즈와 감마-시크리테이즈라는 효소가 순차적으로 절단하여 만들어지는 단백질 조각인데 이전 연구에서 SPON1 단백질은 첫 번째 효소인 베타-시크리테이즈가 작용하는 아밀로이드 전구 단백질의 절단부위에 부착하여 그 절단을 막는 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 이에 김정범 교수팀은 SPON1 유전자를 아밀로이드 베타를 생성하는 세포에 주입해 보니 아밀로이드 베타 양이 현격하게 줄어 들었다. 또한 알츠하이머 질병 생쥐의 뇌의 기억을 관장하는 부위에 주입했더니 아밀로이드 베타가 대조군 알츠하이머 질병 생쥐에 비해서 상대적으로 유의할 정도로 적었으며, 인지능 및 기억을 확인할 수 있는 행동분석을 했을 때 인지능 및 기억이 회복되는 것도 확인할 수 있었다.

제 1저자인 UNIST 생명과학과 석・박사통합과정 박수용 연구원은 “SPON1이 아밀로이드 베타의 생성을 효과적으로 차단하여 독성을 보이는 아밀로이드 베타 다량체의 양이 줄어 들었고, 그에 따라 SPON1를 주입하고 난 뒤 알츠하이머 질병 생쥐를 장기간 관찰해 봤을 때 인지능 및 기억하는 정도가 정상 생쥐에 버금갈 정도로 유지되는 것을 확인할 수 있었다.” 라고 설명했다.

김정범 교수는 “알츠하이머 병의 치료제가 없는 상황에서 SPON1 유전자 치료제의 개발은 알츠하이머 병을 궁극적으로 치료할 수 있을 것이라고 기대하며 임상에 적합한 유전자 치료제로 개발해보겠다”며 그 의지를 내비쳤다.

이번 연구는 중소벤처기업부의 지원을 받아 김정범 교수의 창업기업인 ‘슈파인세라퓨틱스’와 공동으로 진행했다. 관련 내용은 세포 생물학 분야의 국제학술지인 ‘Cells’ 온라인판에 5월 21일자로 발표됐다.

참고논문: Soo Yong Park et al., SPON1 Can Reduce Amyloid Beta and Reverse Cognitive Impairment and Memory Dysfunction in Alzheimer’s Disease Mouse Model, Cells, https://doi.org/10.3390/cells9051275