소아형 알츠하이머병 새 원인 찾았다

국내연구팀 희귀유전병 치료 타깃 발견

국내 연구진이 골수줄기세포를 이용해 ‘소아형 알츠하이머병’으로 알려진 C형 니만피크(Niemann-Pick)병 환자의 신경세포에서 발병 기전을 밝혀냈다. 이에 따라, 신속하게 임상에 적용 가능한 치료법 개발이 가능할 것으로 전망된다.

아울러, 세포 내 스핑고지질 축적의 새로운 기전을 밝힘으로써 스핑고지질 대사 이상이 나타나는 당뇨, 알츠하이머병 등 다양한 질병의 약물 타깃으로 활용이 가능할 전망이다.

경북대 진희경 교수와 배재성 교수가 주도한 이번 연구는 미래창조과학부의 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 국제 저명 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈에 24일자 온라인판에 게재됐다.

C형 니만피크병은 지질 대사 장애로 인해 세포에 스핑고지질과 콜레스테롤이 축적돼 기억·지능장애 등의 각종 신경장애를 일으키는 유전병으로 현재까지 왜 지질의 축적이 발생하는지 그 정확한 원인은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 정상인에 비해 C형 니만피크병 환자의 피부세포와 동물모델의 신경세포에서 스핑고지질 효소인 SphK가 감소된 것을 발견해 연구를 진행했고, 이는 골수줄기세포를 통해 VEGF에 의한 것임을 확인했다. 또한 이러한 VEGF/SphK 활성 감소에 의한 스핑고지질의 축적은 비정상적인 자가포식작용을 일으킨다는 것을 밝혔다.즉, C형 니만피크병에서 스핑고지질이 축적된다는 것은 이미 알려져 있었으나 그 원인을 명확히 밝히지 못한 상태에서 연구팀은 세포에서 감소된 VEGF가 SphK 활성 감소를 통해 스핑고지질의 축적을 일으킨다는 사실을 확인했다.

또한, C형 니만피크병 환자의 섬유아세포를 이용해 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC) 유래 신경세포 제작에 성공해 환자 신경세포를 재구현 함으로써 정상인의 신경세포에 비해 VEGF 발현과 SphK 효소 활성이 감소되어 있는 현상을 확인했고, VEGF를 통한 SphK 효소의 활성 조절이 신경세포 손상을 억제한다는 사실을 밝혀냈다.이번 연구는 C형 니만피크병에서 VEGF/SphK 활성 감소에 의한 비정상적인 스핑고지질 대사 기전을 명확하게 규명했으며, VEGF/SphK 활성 조절을 통해 C형 니만피크병을 위한 새로운 치료법 개발의 초석을 마련한데 의의가 있다.

진희경 교수는 “이번 연구는 골수줄기세포를 이용해 그동안 원인이 불분명했던 희귀유전병의 발병원인을 밝히고 특히 유도만능줄기세포 유래 환자신경세포에서 기전 검증을 수행함으로써 향후 임상 적용 가능한 치료법 개발을 위한 새로운 표적을 제시하는 연구”라고 의미를 설명했다.

[용어 설명]

◇ Vascular endothelial growth factor (VEGF) : 혈관내피세포생장인자로서 혈관, 림프관의 발생과 항상성 유지에 주로 관여하며, SphK 효소활성에도 영향을 미친다고 알려져 있다.

◇ Sphingosine kinase (SphK) : 스핑고지질 대사 효소 중 하나로서 sphingosine(스핑고신)을 Sphingosine-1-phosphate(S1P; 스핑고신-1-포스페이트)라는 생리활성지질로 전환하는 효소다.

◇ 자가포식작용 : 세포 손상 및 외부 스트레스에 의해 세포 내부에 발생한 불필요한 물질이나 손상된 세포소기관을 이중막으로 둘러싸서 라이소좀으로 보내 분해하고 세포 내 에너지로 재활용하는 작용이다.

◇ 유도만능줄기세포 : 분화가 끝난 체세포에 세포분화 관련 유전자를 주입해 분화 이전의 세포 단계로 되돌린, 배아줄기세포처럼 만능성을 유도해 낸 세포다.