치매에 걸리지 않은 채 장수하고 싶은가요 그렇다면 세포에게 스트레스를 주세요. 새로운 연구결과에 의하면 세포에 대한 스트레스가 증가되면 뇌세포가 알츠하이머 질환이나 다른 치매와 같은 질환을 고사시킬 수 있는 단백질을 생산한다. 이번 연구는 이러한 질병을 치료하거나 진단할 수 있는 새로운 방법으로 이어질 수 있다. 미국 MIT의 신경과학자인 리-후에이 차이 (Li-Huei Tsai)는 “이 논문은 매우 깊은 인상을 주었다. 왜 일부 사람들이 알츠하이머 질환에 대해서 좀 더 취약한지에 대한 설명을 할 수 있게 되었다”고 말했다.
기억력과 인지능력의 점진적 손실로 대표되는 알츠하이머 질환은 전세계적으로 약 4,440만 명이 앓고 있으며 대부분65세 이상의 노령인구에서 나타난다. 이 질병은 뇌에서 특정한 단백질의 축적과 연관되는 것으로 알려지고 있지만 이 증상의 원인은 확실하게 알려지지 않고 있다. 일부 노인들에게서는 치매증상이 나타나지 않지만 알츠하이머와 연관되어 있다고 생각되는 아밀로이드 베타 (amyloid β)와 타우 단백질 (τ proteins) 덩어리가 나타나고 있기 때문에 원인을 확실하게 말할 수 없다.
이번 새로운 연구는 유전자의 기능을 켜거나 끌 수 있는 억제제 요소1 침묵 전사인자 (repressor element 1-silencing transcription factor, REST)에 대해서 연구했다. 과학자들은 REST가 특정한 유전자의 활성화를 조절하면서 태아의 뇌발달에 중요한 영향을 주는 것을 알고 있었지만 성인의 뇌에서는 나타나지 않는다고 생각했다. 하지만 보스턴의 하버드 의대의 신경학자인 브루스 양크너 (Bruce Yankner)는 사람들의 연령이 변화하면서 뇌에서 모든 유전자와 단백질의 변화를 조사하면서 30대가 지나가면서 REST의 수준이 증가하기 시작한다는 것을 발견했다. 이러한 변화의 원인을 찾기 위해서 연구팀은 인간과 실험쥐의 뇌세포를 분리하여 어떤 요인들이 REST수준을 변화시키는지 그리고 그 결과가 어떤 것인지를 조사했다.
양크너는 어떤 형태의 세포 스트레스, 즉 면역반응에서 단백질 축적과 같은 현상은 뇌에서 REST의 증가현상을 일으켰다. 이러한 스트레스 요인들은 일부 연령대에서는 좀 더 확산되고 있었다고 양크너는 말했다. 그리고 REST 수준이 증가할 때 이 단백질은 세포사망과 연관되는 유전자의 기능을 꺼버리기 시작하면서 뇌 세포는 세포자살이 이루어지고 있음에도 불구하고 세포는 살아남았다. 이러한 세포사망 이후에 다른 곳의 세포는 죽은 세포를 대체하지만 대부분 뇌세포는 대체가 일어나지 않는다. 그래서 세포 스트레스에도 불구하고 뇌세포가 살아남는 것은 뇌에서 지속될 것이라고 양크너는 말했다. 그는 “대체로, 당신이 갖고 태어나는 뇌의 뉴런은 죽을 때 함께 죽는다. 그래서 뉴런이 약간 손상되었어도 뉴런을 살리는 것은 중요하다. 우리는 REST가 뇌가 평생 생존할 수 있도록 하는 강력한 기계의 일부로 생각하고 있다”고 말했다.
양크너의 연구팀은 알츠하이머 질환으로 인해 죽은 노인의 뇌를 해부해서 REST 수준을 측정했다. 그 결과 단백질의 수준은 치매 없는 동일한 연령의 사람의 뇌보다 세 배 정도 낮게 나타났다고 학술지 <네이처>지에 실린 논문에서 주장했다. 이것은 REST는 세포사망으로부터 보호하는 역할을 하며 치매에 의한 영향을 줄인다고 양크너는 말했다. 실제로 뇌에서 REST 단백질이 부족한 실험쥐에서 뉴런의 사망은 실험쥐가 나이를 들어가면서 빠르게 나타난다. 하지만 다시 실험쥐의 세포에 REST 단백질을 다시 부가하자 뉴런의 사망현상이 중단되었다. 이와 유사하게 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)에서 REST가 없는 경우에 아밀로이드 베타의 축적이 일어나며 높은 수준의 REST를 갖고 있지만 유사한 아밀로이드 베타를 갖고 있는 동일한 벌레보다 뉴런의 퇴화현상이 빠르게 나타난다.
양크너는 “알츠하이머 질환에서 아밀로이드나 타우 단백질의 축적이 중요한 역할을 한다는 것은 논란의 여지가 없다. 이것은 기본적으로 뇌에 독성 영향을 주며 REST는 보호영향을 준다”고 말했다. REST는 보호역할을 한다고 주장했다. 차이는 “현재 이것은 닭이 먼저인지 달걀이 먼저인지의 질문과 같다. REST의 수준을 낮추는 원인이 무엇인가 그리고 이를 증가시키기 위해 무엇을 해야 하는가?”고 말했다. 임상적인 함의를 찾기 위해서 연구자들은 부검을 통한 뇌조직에 대한 연구보다는 혈액에서의 REST의 수준을 테스트하는 방법을 개발하고 있다고 말했다. 양크너는 현재 그의 연구팀은 이러한 테스트법을 개발할 뿐 아니라 알츠하이머 이외에 다른 질병이나 치매가 낮은 REST수준와 연관되는지 여부를 구분하는 방법을 연구하고 있다. 이미 특정한 약물이 REST의 수준을 증가한다는 것을 보여주었다. 그는 “이것은 약물표적이 될 수 있다. 그리고 특정한 패러다임에 의해 지배되고 있는 이 분야에서 이것은 새로운 흥분되는 아이디어”라고 말했다.
출처: <사이언스> 2014년 3월 19일
키워드 : 치매, 알츠하이머, 억제제 요소1 침묵 전사인자
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://news.sciencemag.org/brain-behavior/2014/03/stressed-out-brain-cells-may-protect-against-alzheimers 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.05.12 11:10
<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>
#kisti
