유방암과 관련된 DNA repair factor가 알츠하이머병에도 역할

美 NIH지원연구서 BRCA1 단백질이 알츠하이머병과 연관 가능성 제안







BRCA1 단백질의 돌연변이 형태는 유방 및 난소암과 연관되어 있으나 뇌에서 정상 BRCA1 단백질은 알츠하이머병과 연관되어 있는 것으로 나타났다.



생명공학정책연구센터가 제공한 캘리포니아 주립대학 자료에 의하면 Nature Communication지에 발표된 이번 연구의 책임저자인 Gladstone 신경질환 연구소 책임자 Lennart Mucke 박사와 캘리포니아 주립대학 신경과학 교수인 Joseph B. Martin 박사는 DNA repair 기작에서의 결함이 알츠하이머병에서의 인지 장애에 영향을 미칠 수 있을 것으로 보고 BRCA1 연구에 집중했다.



DNA는 두 개의 가닥으로 된 꼬여있는 사다리를 닮은 이중 나선 구조로 가끔씩 하나 또는 두 가닥에서 절단이 발생하는데 이는 BRCA1을 포함한 DNA repair 단백질들에 의해 복구된다.

이 과정은 DNA가 적절히 복구되지 않으면 세포가 죽기 때문에 세포의 생존을 위해 필수적 이며 BRCA1은 유전정보인 DNA를 복구하는데 핵심적인 역할을 수행하고 있는 것이다.



그런데 Mucke 박사 연구진이 알츠하이머병으로 사망한 환자들의 뇌를 조사해 본 결과 BRCA1 단백질이 낮은 수준으로 존재한다는 것을 발견했다.

또 알츠하이머병 생쥐 모델의 뇌에서도 BRCA1 단백질이 감소해 있음을 확인했다.



건강한 생쥐의 뇌에서 BRCA1을 실험적으로 감소시켰을 때 이들의 뇌 세포들은 움츠러들고 기능장애가 발생했다.

연구진들이 건강한 생쥐의 뇌에서 BRCA1을 감소시키자 학습과 기억에 문제가 발생했으며 알츠하이머병 생쥐 모델에서는 BRCA1 감소에 따라 보다 큰 학습 및 기억의 감소를 확인할 수 있었다.



또한 BRCA1 감소는 알츠하이머병 생쥐의 뇌에서 DNA 손상의 증가를 유발시켰다.

뇌 세포에 독성을 주고 신경세포의 사망을 유발하는 베타아밀로이드라고 알려진 단백질 조각의 축적은 알츠하이머병의 전형적인 특징들 중 하나인데 Mucke 박사 연구진은 배양기 내 신경세포에 베타아밀로이드를 첨가하면 BRCA이 감소한다는 것을 확인했다.



연구팀은 베타아밀로이드의 축적이 BRCA1 단백질을 감소시키고 이는 뇌세포에서의 DNA 손상 증가를 일으켜 치매를 유발하는데 기여하는 것으로 분석했다.



Mucke 박사는 “하나의 분자가 너무 많은 세포들이 태어나는 암과 너무 많은 뇌 세포들이 죽는 신경퇴행성 질환, 이 두 개의 전혀 다른 반대의 질환에 결정적으로 관련될 수 있다는 점은 매우 흥미롭다”며 “뇌에서의 BRCA1의 기능은 아직 완전히 규명되지 않은 상태이지만 이번 발견으로 건강한 상태 및 질환의 경우 모두에서 필수적인 뇌 기능을 유지하는데 있어서 BRCA1이 중요한 역할을 수행함을 확인할 수 있었다”고 밝혔다.



하지만 BRCA1이 치매 치료에 있어서 잠재적인 치료 대상이 될 수 있는지와 암을 일으키는 BRCA1 돌연변이들이 뇌 기능에도 영향을 미치는지 여부를 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하는 설명이다.



이번 연구를 지원한 국립 신경질환 및 뇌졸중 연구소 책임자인 Roderick Corriveau 박사는 “신경퇴화 연구의 새로운 연구주제는 이정상적인 DNA 손상 복구가 치매 및 관련 질환에서 신경세포들의 사멸을 일으키는 손상을 보호하는 것”이라며 “이번 연구는 베타아밀로이드가 DNA repair 유전자인 BRCA1의 발현을 감소시키고 동시에 새로운 기억을 형성하는 능력을 방해하는 것을 보임으로써 이러한 주제를 뒷받침한다”고 말했다.