대표 신경 퇴행성 질환인 알츠하이머병은 증상 발현 10~15년 전부터 아밀로이드베타 단백질이 뇌에 축적된다. 이로 인해 점진적으로 뇌기능‧구조 변화와 인지기능 저하가 나타난다. 따라서 정상인지 상태에도 아밀로이드 베타 단백질이 침착되는 시기가 생긴다. 이는 조기 진단과 치료 가능성을 높일 수 있는 시기로서 주목받고 있다.

한편 알츠하이머병의 99%를 차지하는 ‘산발성 알츠하이머병’(Sporadic Alzheimer’s disease)은 다중 요인들이 발병 과정에 영향을 미친다. 특히 아포이4(APOE4) 유전자 보유 유무에 따라 병리 진행 중증도와 치매 발병 위험도가 달라지는 것으로 알려져 있다.

이때 국내 연구진이 정상인지군에서 알츠하이머병 주요 위험 인자인 아포이4(APOE4) 유전자와 아밀로이드베타 단백질 침착 정도와의 상호 병리 기전을 밝혀냈다.

가톨릭대학교 여의도성모병원 뇌건강센터 임현국 교수와 서울성모병원 정신건강의학과 강동우 교수 연구팀은 베타 아밀로이드 단백질 축적 정도를 분류하고, 침착 정도에 따른 뇌기능‧인지 변화가 아포이4(APOE4) 유전자 유무에 따라 유의미하게 달라진다는 사실을 밝혔다.

연구팀은 정상 인지기능 범주에 있는 고령군(182명)을 역치 이상 베타 아밀로이드 단백질 보유그룹(72명)과 역치 미만 보유그룹(110명)으로 구분했다.

베타 아밀로이드 단백질 침착 정도와 휴지기 뇌신경망 기능적 연결성‧산발성 알츠하이머병의 고위험 유전자인 아포이4(APOE4) 유전자 유무를 평가했다. 또 인지기능 변화에 관여하는 주요 뇌신경망을 추출, 신경망 내(intra-network) 연결성과 신경망 간(inter-network) 연결성에 대해 분석했다.

연구팀 분석결과, 아포이4(APOE4) 유전자를 보유했을 때 역치 미만 아밀로이드 베타 침착 그룹은 쐐기앞소엽(precuneus)과 소뇌다리(cerebellum crus)에서 신경망 연결성이 강화됐다. 이에 비해 역치 이상 침착 그룹에서는 뇌섬엽(insula)에서 신경망 연결성이 약화되는 결과를 보였다.

아포이4(APOE4) 유전자를 보유한 경우 두 그룹의 신경망 연결성 변화 양상은 서로 다르지만, 두 그룹에서 이 같은 변화는 모두 실행능력과 기억력 향상에 기여하는 것으로 밝혀졌다.

가톨릭대학교 여의도성모병원 뇌건강센터 임현국 교수는 “아밀로이드베타 단백질이 뇌에 침착되기 시작하는 초기 단계에서 뇌기능과 임상 지표에 미치는 원인을 면밀히 규명하는 것은 치매 조기 치료 근거를 마련하는 데 필수”라며 “역치 미만 아밀로이드베타 단백질 침착이 뇌기능 손상 과정에 미치는 영향을 역치 이상 침착군과 비교‧평가하고, 고위험 유전자와의 상호 작용을 고려해 규명했다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다.

이번 연구팀의 연구성과를 담은 논문은 ‘프런티어즈인에이징뉴로사이언스’(frontiers in Aging Neuroscience, IF=5.750) 2022년 5월호에 실렸다.