알츠하이머병, 치매 유발할 수 있는 원인 단백질 발견

Geneva 및 Zurich 대학의 Karina Lindner 연구원과 동료들은 APOE4 단백질이 어떻게 지질 수송을 수정하고 신경퇴행성 질환의 출연에 기여하는지 알아냈다.

APOE의 역할

뇌에서 뉴런의 적절한 기능은 성상교세포를 비롯한 많은 다른 유형의 세포에 달려 있다. 뇌에 많이 존재하는 이 별 모양의 세포는 뉴런이 분비하는 APOE 단백질을 사용하여 뉴런에 영양을 공급하고 해독하여 뉴런의 생존에 도움을 준다.

APOE 단백질은 해로울 가능성이 있는 지질을 제거하여 뉴런의 해독에 도움을 준다. 뉴런이 스스로 이런 지질과 같은 폐기물을 제거할 수 없기 때문에 APOE 단백질이 수집하여 성상교세포로 다시 가져와 파괴한다.

이때 약 15% 사람들이 APOE4 형태의 단백질을 갖고 있어 질병 발병 위험이 10배 증가한다.

뉴런

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필요한 APOE 단백질 BUT 지나치게 많아도 문제가 되는 단백질

지금까지 APOE4가 알츠하이머병에 영향을 준다는 의심이 꾸준히 존재했다. 어떤 연구도 APOE4를 알츠하이머병과 연결하는 메커니즘을 명확하게 확립하지 못했지만 이번 연구를 통해 APOE 단백질이 너무 효과적으로 작동하여 알츠하이머병에 영향을 준다는 것을 알아냈다. APOE4 단백질은 성상교세포의 지질 분비를 촉발하여 뉴런에 유해한 지질 축적을 유발한다.

분명 APOE 단백질은 지질을 제거한다는 데 왜 축적하게 된 것인가? 다양한 APOE 변이체를 지닌 세포에 대해 시험관 내에서 수행한 실험에서 이 단백질이 뉴런에서 생성된 잠재적으로 해로운 지질을 운반하는 데 매우 효과적인 단백질이기 때문이다. 특히 APOE 변이체 중에서 APOE4는 다른 형태의 단백질보다 이 운반 능력이 더 효과적이다. 따라서 지금까지 지질을 제거해서 알츠하이머를 유발한다는 생각과 달리 APOE4가 작동을 멈춘 것이 아니라 그 반대이다.

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APOE 단백질의 잘못된 임무 수행

성상교세포는 나이가 들어감에 따라 효율성이 떨어지고 지질을 파괴하는 것이 아닌 축적한다. 이 연구의 핵심 내용이다. 연구진의 말로는 "우리는 이 과정을 실험적으로 모델링했으며 성상교세포에서 분비되는 분자를 관찰했다."라고 한다. 이 실험을 통해 연구자들은 세포 노화가 APOE를 주요 기능, 즉 지질을 뉴런으로 수송하고 지질 폐기물을 회수하지 않고 트리글리세라이드의 분비로 전환하는 방법을 관찰할 수 있었다. 이 지질은 파괴되지 않아 뇌에 해롭다.

Karina Lindner 제1 저자의 말로는 이러한 축적은 알츠하이머병의 특징 중 하나인 뉴런의 죽음에 기여할 수 있다고 한다. 따라서 APOE4는 질병의 병리학적 과정을 가속할 수 있다.

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앞으로 연구 수행 방향

연구팀은 APOE 특히 APOE4 변형의 동작을 보다 자세히 알아보려고 노력한다. 그 목적은 잠재적으로 해로운 지질의 분비가 어떻게 조절되는지와 이 분비가 알츠하이머병으로 고통받는 사람들에게서 감지될 수 있는지를 확인한다.