기초과학지원연, 파킨슨병 치료 길 열었다

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 파킨슨병을 유발하는 독성 단백질 응집체인 아밀로이드 피브릴의 형성 원리를 설명하는 새 모델과 조절 물질을 개발했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 이영호 박사 연구팀이 뇌 속 알파시누클레인 단백질의 이상 응집체인 아밀로이드 피브릴의 형성 원리를 규명하고, 이를 조절할 수 있는 양친매성 물질을 개발했다고 14일 밝혔다.

알파시누클레인이 스트레스, 노화, 유전 등 다양한 원인에 의해 불용성 응집체인 아밀로이드 피브릴을 형성하고 이러한 아밀로이드 피브릴이 신경세포를 손상해 퇴행 및 독성을 유발한다.

이로 인해 퇴행성 뇌질환을 극복할 대안으로 단백질 응집체 연구가 전 세계적으로 주목받지만 그 원인의 규명이 어려워 아직 많은 연구가 필요한 상황이다.

이에 연구팀은 퇴행성 뇌질환 연구에 필요한 단백질 응집체 연구를 획기적으로 수행할 수 있는 아르기닌-스테로이드 구조의 양친매성 물질(RR-BA)을 개발했다.

연구진은 파킨슨병을 유발하는 주요 인자인 알파시누클레인 신경세포를 모델로 RR-BA를 처리한 실험군과 미처리한 대조군을 비교하는 아밀로이드 피브릴 형성 테스트를 진행했다.

그 결과 RR-BA에서 양전하를 띤 RR 부분과 음전하를 띤 알파시누클레인이 정전기 작용으로 붙으면서 결합체의 농축과 함께 용해도의 저하가 일어났다.

또 물과 친화력이 낮은 소수성의 BA는 농축된 결합체에서 아밀로이드 피브릴의 변환을 가속화해 RR-BA가 미처리된 대조군 보다 아밀로이드 피브릴의 형성이 급격히 촉진되는 기전이 확인됐다.

이는 특정한 연구목적 달성을 위해 전하를 띤 양친매성 물질을 활용, ‘정전기적 결합–소수성 농축모델에 기반해 아밀로이드 피브릴 형성의 촉진 기전을 밝힌 세계 첫 사례다.

또 연구의 RR-BA는 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드 베타나 타우 단백질보다 파킨슨병을 유발하는 알파시누클레인에 선택적인 효능을 보임으로써 파킨슨병 조기 진단 기술 개발에 중요한 시금석이 될 것으로 평가된다.

이번 연구는 KBSI 오창센터가 보유한 세계 최첨단 인프라인 초고자장 용액 NMR 및 단백질 응집체 분석기술을 적극적으로 활용한 결과다.

이영호 KBSI 박사는 “아밀로이드 피브릴 형성의 핵심인 용해도 저하 원리를 규명해 파킨슨병의 조기 진단 및 저해제 개발에 새 역할을 할 것으로 기대된다”며 “이번에 규명된 원리는 알츠하이머병, 뤼게릭병, 이형당뇨병 등과 같은 단백질 응집 유래 퇴행성 질환 연구에 응용 가능하다"고 말했다.

또 "나아가 난치성 질환 간 커뮤니케이션 연구, 우주 단백질 과학 등 한계 도전형 연구에도 적용할 수 있을 것”이라고 했다.

이번 연구 결과는 영국왕립화학회의 나노분야 저명학술지 ‘나노스케일'에 지난 7일 표지논문으로 실렸다.

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