DGIST 뇌과학과 서진수 교수팀이 경북대학교 의과대학 이인규 교수팀, 한국한의학연구원 고영훈 박사팀과의 공동연구를 통해 알츠하이머 치매의 강력한 위험인자인 APOE4 유전형에 의한 별 아교 세포의 당대사 기능 변화와 그 원인을 밝혔다.

알츠하이머 치매 예방과 새로운 치료법 개발에 기여할 전망이다.

APOE4 유전형은 치매가 없는 일반인에게는 20% 내외로 발견된다. 하지만, 알츠하이머 치매 환자들에게는 50% 이상의 비율로 관찰되면서, 치매 유발의 주요 유전인자 중 하나로 알려져 있다.

이에 알츠하이머 치매 발병과 관련하여 APOE4의 역할에 대한 연구가 다방면으로 이루어지고 있지만, 아직 APOE4 유전형이 노년기에 뇌 기능 저하를 유발하는 이유에 대해서는 그 해답을 찾지 못했다.

공동연구팀은 이를 규명하기 위해 사람으로부터 유래된 만능줄기세포로 별 아교 세포를 제작하고 관련 연구를 수행했다. 

그 결과 APOE4 유전형의 당대사 과정 중 해당과정(산소 없이 포도당을 분해하여 에너지를 얻는 대사 과정)의 비율이 특이적으로 증가하고, 미토콘드리아의 호흡이 감소함을 확인했다. 

그리고 이러한 변화가 리소좀 내 콜레스테롤이 축적되어 손상된 미토콘드리아가 적절히 분해가 되지 않기 때문임을 관찰했고, 콜레스테롤의 축적을 해소시키면 리소좀 기능과 미토콘드리아 분해가 정상적으로 이루어지게 됐다.

서진수 교수는 “뇌 구조 및 기능 발달 과정이 급격하게 일어나는 초기 및 성인기 뇌에서 별 아교 세포는 상대적으로 에너지를 빠르게 공급할 수 있는 해당과정을 많이 활용하지만, 노년기의 뇌는 이보다 효율적인 미토콘드리아 호흡에 더 의존한다”며 “APOE4 유전형이 별 아교 세포의 미토콘드리아 호흡 능력을 떨어뜨리면 성인기보다 노년기의 뇌 기능에 더 큰 악영향을 미칠 수 있다. 이번 연구로 리소좀 기능 회복을 통해 미토콘드리아의 호흡이 정상적으로 복구됨을 확인할 수 있었는데, 향후 이를 활용한 치료법이 개발되기를 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘Cell Reports’에 게재됐다.