2016년, 알츠하이머병(AD) 연구자들은 알츠하이머병 환자의 뇌에서 타우 원섬유를 추출하여 비정상적인 단백질 구조를 최초로 고해상도로 살펴볼 수 있게 되었습니다. 2021년까지 타우 구조에 대한 데이터가 충분히 공개되어 전두측두엽 치매(FTD) 환경 내의 다양한 질병과 뚜렷한 타우 뒤틀림을 연결하는 일종의 계통학적 나무를 그릴 수 있게 되었습니다. 이제 그 트리를 업데이트할 차례입니다. 연구원 Michel Goedert와 Sjors Scheres는 최근 이러한 구조적 연구를 확장하여 타우 가계도에 완전히 새로운 가지를 추가하고 다양한 FTD 타우 병증의 잠재적 기원을 밝혀냈습니다. 이 연구는 3월 5일 네이처 구조 및 분자 생물학 저널에 게재되었습니다 . 아래에서 이 흥미로운 연구의 의미에 대해 알아보세요.
타우 구조를 사용하여 FTD 유사성 매핑하기
연구팀은 논문에서 V337M-타우와 R406W-타우 핵심 구조를 포괄하는 연구 결과를 보고했습니다. 이 두 가지 타우 구조는 알츠하이머병뿐만 아니라 가족성 영국 치매(FBD), 가족성 덴마크 치매(FDD), 원발성 연령 관련 타우 병증(PART)에서 발견되는 타우 구조와 일치하는 것으로 나타났습니다(모두 일반적으로 FTD에 속하는 질환). 연구팀은 이러한 타우 구조를 평가하기 위해 극저온 전자 현미경(cryo-EM)을 사용했습니다. 이를 통해 타우 구조에 대한 다양하고 귀중한 통찰력을 얻었습니다. 예를 들어, 연구진은 알츠하이머병과 거의 동일한 세 가지 V337M-타우 사례에서 쌍을 이룬 나선형 필라멘트(PHF)를 매핑할 수 있었습니다.
비-AD 타우 폴드 연구 기반 구축
이 연구는 또한 관련 만성 외상성 뇌병증(CTE) 폴드를 포함한 비AD 타우 폴드에 초점을 맞추었습니다. Scheres와 Goedert가 주도한 세 가지 연구 중 첫 번째 연구에서는 홍역 감염 후 발생할 수 있는 드문 염증성 질환인 아급성 경화성 뇌염(SSPE)의 사례에서 CTE 주름이 발견되었습니다. 또한 근위축성 측삭 경화증/파킨슨병-치매 복합체(ALS/PDC)와 액포성 타우병증(VT)에서도 접힘이 보고되었습니다. 연구 결과는 분명했습니다. 동일한 질환에서 서로 다른 임상 증후군이 발생할 수 있다는 사실이었습니다. 타우병증 계열의 ‘나무’가 공식적으로 성장했으며, 이는 FTD 환경 내에서 다양한 질환을 치료하는 데 많은 영향을 미칠 수 있습니다.
셰레스와 괴데르트의 연구에 따르면 현재 여러 질병이 동일한 접힘을 가질 수 있지만 단일 질병이 여러 접힘을 갖는 경우는 없습니다. 예를 들어, 지금까지 조사된 FTD를 가진 모든 MAPT-V337M 보인자와 마찬가지로 모든 AD 사례에는 AD 접힘이 있습니다. 셰레스와 고더트는 특정 타우 접힘의 형성을 유발하는 요인이 무엇인지 아직 밝혀내지 못했지만, 다음과 같이 의심하고 있습니다. 타우 폴딩이 시작되는 세포 환경이 폴딩의 ‘방향’에 영향을 미칠 수 있습니다. 알츠하이머병 뉴스 리소스인 Alzforum에서 연구팀은 “알츠하이머 타우 폴드는 아마도 나이의 함수로서 형성되지만, 그 풍부함은 Aβ와 같은 세포 외 침착물의 영향을 받을 수 있다”고 썼습니다.
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FTD 질환은 여전히 베일에 싸여 있지만, 이 최신 타우 매핑은 타우 병증 분류 트리에 대한 연구자들의 이해를 크게 향상시켰으며, 기본적으로 V337M/R406W 타우 사례를 AD, PART, FBD 및 FDD와 함께 트리의 최상위 ‘가지’에 배치했습니다. 다양한 타우 병증에 대한 이러한 구조적 통찰력은 타우 관련 질환의 치료에 여러 가지 시사점을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 타우 폴드의 차이를 이해하면 분자 결합을 위해 특정 폴드를 표적으로 하는 약물을 개발하는 데 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.
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