염류가 국소적으로 석출과 용해 반복…원인단백질 응집 가속화
日 연구팀 보고
[의학신문·일간보사=정우용 기자] 알츠하이머병의 원인물질이 독성화하는 메커니즘이 밝혀졌다.
일본 오사카대와 홋카이도대 공동연구팀은 용액에 녹아야 하는 염류가 국소적으로 석출과 용해를 반복하는 현상을 특수한 전자현미경으로 직접 관측하는 데 성공하고, 이 현상이 알츠하이머병의 원인단백질 응집체의 생성을 가속화하는 모습을 세계에서 처음 직접 관찰하는 데 성공했다고 발표했다.
포화용액 속 용질의 농도를 용해도라 부른다. 물에 염류를 녹여도 이 농도 이하이면 염류가 석출되지 않는다. 이번 실험에서는 용해도 50분의 1정도 농도의 소금용액을 이용해 액체를 직접 관찰할 수 있는 특수한 투과형 전자현미경으로 용액 속 나노크기의 영역을 관찰했다. 그 결과 녹아있어야 할 염류가 석출되어 성장하고 단시간 안에 수축해 다시 용해하는 현상을 발견할 수 있었다. 국소적인 농도의 변동으로 고농도영역에 염류가 석출되면 주변 농도가 저하해 다시 수축하는 현상이다.
연구팀은 이 현상이 단백질 응집을 가속화하는 사실을 확인했다. 알츠하이머병 원인단백질인 '아밀로이드 베타'가 염류와 함께 용해될 때 염류가 일시적으로 석출되어 성장하면 그 표면에 많은 단백질분자가 흡착한다. 그 후 이 염류가 다시 녹을 때 흡착한 단백질분자가 염류의 소멸점에 모여 국소적으로 농축되고 그 결과 단백질의 응집핵(독성응집체)을 형성하는 것으로 확인했다.
신경변성질환에 관여하는 단백질에는 아밀로이드 베타와 마찬가지로 소수성(물과 친화력이 적은 성질) 부위가 존재한다. 연구팀은 이번에 새롭게 밝혀진 응집메커니즘이 신경변성질환 발병에 공통적인 현상인 것으로 보고, 알츠하이머병 발병기전 규명과 신경변성질환의 예방 및 치료에 기여할 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.