알츠하이머병의 주범으로 알려진 타우 단백질, 사실은 뇌를 보호하는 '좋은 사람'이었다?

알츠하이머병 연구에 새로운 전환점

지금까지 알츠하이머병의 주범으로 여겨져 온 타우 단백질이 사실은 뇌를 보호하는 '좋은 사람'이라는 연구 결과가 발표되어 학계에 큰 파장을 일으키고 있다. 텍사스 어린이 병원의 연구팀은 타우 단백질이 뇌의 유해한 활성 산소로부터 뇌를 보호하고 건강한 노화를 촉진하는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.

타우 단백질, 악당에서 영웅으로

그동안 타우 단백질은 뇌 신경 세포에 엉켜 독성을 유발하여 알츠하이머병을 일으키는 주범으로 여겨져 왔습니다. 많은 연구자들이 이러한 타우 단백질 엉킴을 제거하는 방법을 개발하는 데 집중해왔다.

하지만 이번 연구 결과는 타우 단백질의 역할에 대한 기존의 인식을 완전히 뒤집었다. 연구팀은 타우 단백질이 뇌세포가 생성하는 유해한 활성 산소를 제거하여 뇌를 보호하는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 활성 산소는 우리 몸의 대사 과정에서 자연적으로 생성되는 물질이지만, 과도하게 생성될 경우 세포를 손상시키고 노화를 촉진하며, 심지어 암과 같은 질병을 유발하기도 한다.

타우 단백질, 어떻게 뇌를 보호할까?

연구팀은 타우 단백질이 신경 세포가 생성하는 유해한 지질을 인접한 신경교 세포로 이동시켜 뇌를 보호한다는 사실을 발견했다. 신경교 세포는 신경 세포를 지지하고 보호하는 역할을 하는 세포로, 타우 단백질이 이동시킨 유해한 지질을 저장하고 분해하여 뇌를 안전하게 유지한다.

새로운 연구 결과의 의미

이번 연구 결과는 알츠하이머병 연구에 새로운 전환점을 마련했다. 지금까지 타우 단백질을 제거하는 데 집중했던 연구 방향을 바꿔, 타우 단백질의 기능을 정상적으로 유지하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행될 것으로 예상된다. 또한, 이 연구 결과는 알츠하이머병뿐만 아니라 다른 신경 퇴행성 질환의 치료에도 새로운 가능성을 제시하고 있다.

앞으로의 과제

하지만 이번 연구 결과만으로 알츠하이머병의 모든 비밀이 풀린 것은 아니다. 타우 단백질이 어떻게 정상적인 기능을 잃고 엉키게 되는지, 그리고 이 과정에서 어떤 유전적, 환경적 요인이 작용하는지에 대한 추가 연구가 필요하다. 또한, 이번 연구 결과를 바탕으로 새로운 치료법을 개발하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요할 것.

결론

이번 연구는 알츠하이머병에 대한 우리의 이해를 한 단계 발전시키는 중요한 성과이다. 앞으로 이 연구를 바탕으로 더욱 효과적인 알츠하이머병 치료법이 개발될 수 있기를 기대한다.

지금까지 알츠하이머병의 발병과 관련이 있었던 타우 단백질을 어느 정도 회복

밝혀진 바에 따르면, 이 단백질은 '좋은 사람' 역할을 하며 뇌의 유해한 자유 라디칼로부터 보호하고 건강한 노화를 촉진한다고 한다. 한동안 타우 단백질은 악당으로 여겨져 왔다고 한다. 연구자들은 알츠하이머병(및 기타 신경 질환)과 뇌 신경 세포에 있는 단백질의 엉킴이라고 불리는 독성 축적 사이의 연관성을 지속적으로 발견했다고 한다. 결과적으로 이러한 병적인 엉킴을 제거하는 방법을 개발하는 데 중점을 두었다고 한다.

하지만 텍사스 어린이 병원의 베일러 의과대학(BCM)과 던컨 신경학 연구소(Duncan NRI)의 연구자들이 협력하여 실시한 새로운 연구에서는 타우 단백질이 유해한 활성 산소(ROS)로부터 뇌를 보호하고 건강한 노화를 촉진하는 '좋은 사람' 역할을 한다는 것을 발견하여 타우 단백질을 부활시켰다고 한다.BCM 분자 및 인간 유전학과의 박사후 연구원이자 이 연구의 주 저자인 린지 굿맨 박사는 "ROS는 신체의 다양한 세포 기능의 자연적 부산물입니다."라고 말했다고 한다. "ROS 수치가 낮으면 유익하지만, 과도한 ROS는 과산화 지질을 포함한 산화 스트레스를 유발하는 다른 분자의 독성 형태를 생성하기 때문에 세포에 해롭습니다."라고 했다.

뇌세포는 기능하기 위해 상당한 양의 산소가 필요하다고 한다. 산소의 대사는 불안정한 분자(ROS가 하위 집합인 '자유 라디칼')를 생성하는데, 건강한 양이라면 뇌세포 성장과 인지 기능을 지원한다고 한다. 이들은 홀수의 전자를 가지고 있기 때문에 불안정하다고 한다. 항산화제는 전자 중 하나를 기증하여 자유 라디칼을 중화하고, 이를 안정화하고, 자유 라디칼이 일으키는 손상을 줄인다고 한다.

산화 스트레스는 세포에서 ROS의 생성과 축적 사이에 불균형이 있을 때 발생한다고 한다. 장기적인 산화 스트레스는 뇌 세포와 그 안에 포함된 단백질, 지질(지방), DNA를 손상시켜 노화에 기여할 수 있으며 암, 당뇨병, 파킨슨병과 같은 질환의 발병에 영향을 미칠 수 있다고 한다.

2015년, 벨렌 연구실의 팀은 신경 세포가 이러한 독성 과산화 지질을 인접한 신경교 세포로 수출한다는 것을 발견했다고 한다. 신경교 세포는 신경 세포에 구조와 영양분을 제공하고 죽은 세포를 청소하는 세포라고 한다. 신경교 세포는 이를 지방 방울로 형성하여 깨어 있는 동안 저장하고 수면 중에는 에너지로 전환하여 신경 세포가 제대로 기능하도록 유지한다고 한다

알츠하이머병과 관련된 타우 단백질이 놀라운 구원 스토리를 얻다

타우 단백질은 결국 그렇게 '나쁜 놈'이 아니다

더 보기

 

 

새로운 연구는 지금까지 알츠하이머병의 발병과 관련이 있었던 타우 단백질을 어느 정도 회복시켰다. 밝혀진 바에 따르면, 이 단백질은 '좋은 사람' 역할을 하며 뇌의 유해한 자유 라디칼로부터 보호하고 건강한 노화를 촉진한다. 한동안 타우 단백질은 악당으로 여겨져 왔다. 연구자들은 알츠하이머병(및 기타 신경 질환)과 뇌 신경 세포에 있는 단백질의 엉킴이라고 불리는 독성 축적 사이의 연관성을 지속적으로 발견했다. 결과적으로 이러한 병적인 엉킴을 제거 하는 방법을 개발하는 데 중점을 두었다 .

하지만 텍사스 어린이 병원의 베일러 의과대학(BCM)과 던컨 신경학 연구소 (Duncan NRI)의 연구자들이 협력하여 실시한 새로운 연구에서는 타우 단백질이 유해한 활성 산소(ROS)로부터 뇌를 보호하고 건강한 노화를 촉진하는 '좋은 사람' 역할을 한다는 것을 발견하여 타우 단백질을 부활시켰다.

BCM 분자 및 인간 유전학과의 박사후 연구원이자 이 연구의 주 저자인 린지 굿맨 박사는 "ROS는 신체의 다양한 세포 기능의 자연적 부산물입니다."라고 말했다. "ROS 수치가 낮으면 유익하지만, 과도한 ROS는 과산화 지질을 포함한 산화 스트레스를 유발하는 다른 분자의 독성 형태를 생성하기 때문에 세포에 해롭습니다."

 

항산화제가 손실된 전자를 대체하여 불안정한 자유 라디칼과 상호 작용하는 방식을 보여주는 다이어그램

더 보기

뇌세포는 기능하기 위해 상당한 양의 산소가 필요하다. 산소의 대사는 불안정한 분자(ROS가 하위 집합인 ' 자유 라디칼 ')를 생성하는데, 건강한 양이라면 뇌세포 성장과 인지 기능을 지원한다. 이들은 홀수의 전자를 가지고 있기 때문에 불안정하다. 항산화제는 전자 중 하나를 기증하여 자유 라디칼을 중화하고, 이를 안정화하고, 자유 라디칼이 일으키는 손상을 줄인다.

산화 스트레스는 세포에서 ROS의 생성과 축적 사이에 불균형이 있을 때 발생한다. 장기적인 산화 스트레스는 뇌 세포와 그 안에 포함된 단백질, 지질(지방), DNA를 손상시켜 노화에 기여할 수 있으며 암, 당뇨병, 파킨슨병과 같은 질환의 발병에 영향을 미칠 수 있다. 지질 과산화는 ROS에 의한 세포 지질의 악화를 유발하는 과정으로, 중간 또는 높은 비율에서는 독성이 있다.

2015년 , 벨렌 연구실의 팀은 신경 세포가 이러한 독성 과산화 지질을 인접한 신경교 세포로 수출한다는 것을 발견했다. 신경교 세포는 신경 세포에 구조와 영양분을 제공하고 죽은 세포를 청소하는 세포이다. 신경교 세포는 이를 지방 방울로 형성하여 깨어 있는 동안 저장하고 수면 중에는 에너지로 전환하여 신경 세포가 제대로 기능하도록 유지한다.

"이 과정은 이러한 독성 지질을 효과적으로 제거하고 중화한다." 굿맨이 말했다. "현재 연구에서 우리는 신경교 세포 지질 방울 형성에서 타우의 역할을 조사했다."

초파리, 초파리 에 대한 실험을 수행한 연구원들은 신경교 세포가 지질 방울을 형성하고 신경 ROS로부터 보호하기 위해 정상적으로 자연적으로 생성된 타우를 필요로 한다는 것을 발견했다. 그들은 또한 쥐와 인간에게서 얻은 신경교 세포가 지질 방울을 형성하기 위해 타우를 필요로 한다는 것을 발견했다.

 

타우의 손실은 지방 방울의 새싹을 방해합니다. 흰색 화살촉은 세포에서 성공적으로 새싹이 난 성숙한 방울을 표시하고, 노란색 화살촉은 성숙한 방울이 되기 위해 새싹이 나야 하는 미래의 방울을 표시한다.

굿맨 등

흥미로운 점은, 정상적인 인간의 타우를 투여했을 때 과일파리가 단백질을 스스로 공급받지 못해서 신경교 세포 지질 방울이 형성되고 성숙할 수 있었지만, 연구자들이 알츠하이머병의 위험이 증가하는 것과 관련이 있는 질병을 유발하는 돌연변이가 있는 인간의 타우를 투여했을 때 신경교 세포는 신경 ROS에 반응하여 지질 방울을 형성할 수 없었다는 것.

Goodman은 "이것은 타우의 돌연변이가 이전 연구에서 설명한 바와 같이 질병의 전형적인 특징에 단백질이 축적되는 것 외에도 산화 스트레스를 예방하는 단백질의 정상적인 능력을 감소시킬 수 있음을 주장합니다."라고 말했다.

연구자들이 타우 관련 질환(소위 타우병증)의 쥐와 초파리 모델을 사용했을 때, 질병을 유발하는 인간 타우 단백질이 과발현되도록 했고, 그들은 다시 신경교세포 지질 방울 형성의 중단과 신경교세포의 파괴를 관찰했다. 타우의 경우 '골디락스 원리'가 작용하는 듯하다. 단백질이 너무 적거나 너무 많으면 해롭다.

연구자들은 이러한 발견이 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환을 치료하는 새로운 방법을 개발하는 길을 열어준다고 말한다.

"이 연구는 타우에 대한 놀라운 새로운 신경 보호 역할을 밝혀냄으로써 신경 퇴행성 질환을 늦추고, 역전시키고, 치료하기 위한 잠재적인 새로운 전략으로의 문을 열었습니다." BCM의 분자 및 인간 유전학 연구실을 이끌고 이 연구의 책임 저자인 Hugo Bellen 박사의 말이다. 해당 연구는 Nature Neuroscience 저널에 게재되었다. 출처: BCM