사람 만능줄기세포 이용해 알츠하이머 치매 발병 과정 규명

DGIST(총장 국양) 뇌·인지과학전공 서진수 교수 연구팀이 알츠하이머 치매를 일으키는 유전적 위험인자인 ‘APOE4’를 갖는 별 아교 세포가 병리적 현상을 일으키는 방식을 최초로 규명했다.

APOE4 유전자는 알츠하이머 치매를 일으키는 가장 강력한 유전적 위험인자 중 하나이다. APOE4 유전형을 가질 경우 일반적으로 관찰되는 APOE3 유전형 보유자에 비해 알츠하이머 치매에 걸릴 확률이 5~10배 증가 한다고 알려져 있다.

그러나 별 아교 세포에서 주로 발현되는 APOE4가 어떠한 방식으로 병리적 현상을 일으키는지는 아직 그 해답을 찾지 못하고 있다. 특히 APOE4 유전형은 실험동물에서 관찰되지 않기에 정확한 모델을 제작하고 활용하는 것에 한계가 있었다.

이에 서진수 교수 연구팀은 사람에게서 유래한 만능 줄기세포에 유전자 가위 기술을 적용해 APOE4와 대조군인 APOE3 유전형을 갖는 뇌세포를 제작하고, 신경세포의 아밀로이드 베타 생산에 대한 APOE4 별 아교 세포의 역할을 탐색하였다.

그 결과 APOE4 별 아교 세포에서 과도한 콜레스테롤이 분비되고 이것이 신경세포 아밀로이드 베타 분비의 증가 원인이 됨을 관찰했다.

나아가 APOE4 별 아교 세포로부터 증가된 콜레스테롤 분비가 신경세포 세포막의 지질 뗏목 형성을 증가시킴으로써 아밀로이드 베타 생성을 촉진한다는 것을 발견했다.

서진수 교수는 “이번 연구를 통해 APOE4 유전형과 별 아교 세포가 신경세포의 아밀로이드 베타 생성에 기여하는 과정을 밝힘으로써 알츠하이머 치매 연구에 대한 새로운 방향성을 제시하였다”며 “확장된 연구를 통하여 새로운 치료 타겟 및 제어 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이 연구는 한국연구재단의 세종과학펠로우십·신진 및 중견연구자 사업·뇌과학 원천기술 개발사업·포스코 청암 사이언스 펠로우십 지원을 받아 수행됐다.

DGIST 뇌·인지과학전공 이세인 박사과정 학생이 제 1저자로, 뉴바이올로지전공 문대원 석좌교수 연구팀이 공동연구자로 참여했으며, 국제학술지 ‘Stem Cell Reports’에 8월26일 온라인 게재됐다.