한국기초과학지원연구원(KBSI)과 KAIST 공동 연구팀이 알츠하이머병 유발을 촉진하는 새로운 독성 단백질을 발견했습니다.

그림1. 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체(APP-C31) 단백질이 알츠하이머 병리 인자들의 기능에 미치는 영향

이번 연구는 알츠하이머병의 병리학적 특성을 더욱 깊게 이해하고, 효과적인 치료법 개발로 이어질 수 있는 기반을 마련했습니다.

그림2. 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체(APP-C31)로 인한 아밀로이드-베타 및 금속-아밀로이드-베타 섬유화 촉진_ a) 아밀로이드 전구체 단백질 내에서 생성되는 아밀로이드-베타 및 APP-C31 단백질, b) 세포 내 미세주입을 통해 관찰한 APP-C31 유무에 따른 아밀로이드 응집 변화, c) APP-C31로 인한 아밀로이드-베타 응집체의 핵 주변 축적 현상, d) APP-C31가 존재함에 따라 가속화된 아밀로이드-베타 및 금속-아밀로이드-베타 섬유체 형성, e) 아밀로이드-베타 내 APP-C31와의 상호작용 영역, f) 아밀로이드-베타-APP-C31 결합 예측 구조

연구팀은 '아밀로이드 전구체 C 말단 절단체'가 아밀로이드-베타 펩타이드와 결합하여 응집체 형성을 촉진하고, 더욱 강력한 독성을 유발하는 것을 발견했습니다. 이 단백질은 알츠하이머병의 주요 병리 인자인 아밀로이드-베타와 직접적으로 상호작용하며, 이로 인해 뇌 세포의 손상이 가속화되는 것으로 나타났습니다.

이번 발견은 알츠하이머병 치료를 위한 새로운 바이오마커와 치료 타깃을 제안하고 있습니다.

그림3. 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체(APP-C31)로 인한 아밀로이드-베타의 독성 증대 효과_APP-C31과 아밀로이드-베타 간의 

상호작용으로 인한 a) 세포사멸현상 발현, b) 신경돌기감소 및 신경변성, c) 염증 반응 증가

연구 결과는 알츠하이머병과 관련된 세포 사멸과 뉴런 손상, 그리고 염증 반응이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 증가하는 현상을 세계 최초로 확인하며 국제 학술지 'Advanced Science'에 게재됐습니다.

사진. 공동연구자 사진. (왼쪽부터) KAIST 임미희 교수(공동교신저자), 백무현 교수(공동교신저자), 한진주 교수(공동교신저자), KBSI 이영호 책임연구원(공동교신저자)

연구에는 KBSI의 이영호 박사와 KAIST의 임미희 교수가 주도적인 역할을 수행했으며, 한국연구재단, 국가과학기술연구회, IBS 및 KAIST의 지원을 받아 진행되었습니다. 이번 연구 성과는 알츠하이머병 치료 연구의 새로운 방향을 제시하며, 신약 개발에 있어 중요한 이정표가 될 것으로 기대됩니다.