한국 기초과학연구원 연구팀이 알츠하이머병(AD)에서 성상세포의 역할에 대한 획기적인 발견을 해냈습니다.
저스틴 리 단장이 이끄는 연구팀은 뇌의 성상세포가 높은 수준의 아세테이트를 흡수하여 위험한 반응성 성상세포로 변하는 메커니즘을 밝혀냈습니다.
리와 그의 팀은 성상세포와 뉴런의 상호작용을 직접 관찰할 수 있는 새로운 이미징 기술을 개발하여 알츠하이머병의 조기 진단에 더 많은 옵션을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
전반적으로 연구팀의 연구는 신경염증과 알츠하이머병 발병에서 반응성 성상교세포의 중요성을 보여주며 알츠하이머병의 진단과 치료에 획기적인 전환점이 될 수 있습니다.
AD의 발병 기전: 전통적인 관점
역사적으로 신경과학자들 사이에서는 뇌에 축적된 아밀로이드 베타(Aβ) 플라크가 알츠하이머의 주요 원인이라는 것이 통념이었으며, 따라서 알츠하이머 진단 및 치료 연구의 주요 표적이 되어 왔습니다.
지금까지 Aβ 플라크를 표적으로 하는 치료법은 질병의 진행을 늦추거나 치료하는 데 제한적인 성공을 거두었지만, 대부분의 AD 치료 연구는 여전히 Aβ 플라크에 초점을 맞추고 있습니다.
Dir.
리 박사는 Aβ 플라크가 아닌 반응성 성상교세포가 알츠하이머병의 주요 원인이라는 다른 이론을 연구해 왔습니다.
그리고 그의 연구팀은 새로운 연구를 통해 이 이론을 뒷받침하는 강력한 증거를 발견했습니다.
성상 세포와 알츠하이머병
기초과학연구원 인지 및 사회성 연구단의 연구팀과 함께 이 교수는 이전에 반응성 성상교세포와 모노아민 산화효소 B(MAO-B) 효소가 알츠하이머 치료 요법에서 잠재적으로 효과적인 표적임을 입증한 바 있습니다.
또한 최근에는 성상교세포가 요소 순환을 사용하며, 이 요소 순환이 활성화되면 치매를 촉진한다는 사실을 발견했습니다.
그러나 연구자들은 이전에는 성상교세포 활동을 기반으로 알츠하이머를 관찰하거나 진단할 수 없었습니다.
리와 그의 팀의 새로운 연구는 이를 변화시킵니다.
이 새로운 연구는 임상적으로 검증된 신경영상 탐침을 통해 알츠하이머병에서 나타나는 과민성 염증 반응인 반응성 성상교세포증을 시각화할 수 있는 방법을 찾는 것을 목표로 했습니다.
Lee와 그의 팀은 신경염증과 AD가 있는 뇌에서 발생하는 신경세포 대사 변화를 기능적으로 시각화하기 위해 양전자 방출 단층촬영(PET) 영상에 C-아세테이트와 F-플루오로데옥시글루코스(F-FDG)를 활용하여 이를 달성했습니다.
이 과정에서 리와 그의 연구팀은 아세테이트가 반응성 성상교화증을 촉진한다는 사실을 발견했으며, 반응성 성상교화증과 AD 동물 모델에서 반응성 성상교세포가 모노카복실레이트 수송체-1(MCT1)의 증가를 통해 높은 수준의 아세테이트를 섭취하는 것을 관찰했습니다.
아세테이트 흡수 증가는 반응성 성상아교증과 관련이 있을 뿐만 아니라 아밀로이드 베타(Aβ)가 있을 때 비정상적인 성상교세포 GABA 합성을 유도하는 것으로 관찰되었습니다.
연구팀은 새로운 PET 이미징 전략을 사용하여 5xFAD 마우스와 같은 AD 동물 모델과 인간 AD 환자 모두에서 아세테이트 및 포도당 대사의 변화를 일관되게 관찰했으며 “환자의 인지 기능과 C-아세테이트 및 F-FDG의 PET 신호 사이에 강력한 상관 관계가 존재” 함을 입증 할 수있었습니다.
즉, 연구팀의 연구를 통해 아세테이트가 기존에 알려진 것처럼 단순히 성상교세포만의 에너지원이 아니라 반응성 성상교세포증을 유발할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
치료 대상
알츠하이머병의 진단과 치료를 위해 Aβ를 표적으로 삼은 이전의 연구 노력은 극히 제한적인 성공을 거두었습니다.
이 교수팀의 연구는 이 질병을 진단하고 치료할 수 있는 유망한 대안 경로를 제시합니다.
연구팀은 C-아세테이트와 F-FDG PET 영상이 알츠하이머병을 조기에 진단할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법이 될 수 있음을 시사합니다.
또한, 이 연구에서 잠재적인 새로운 치료 표적을 발견했다는 점도 매우 중요합니다.
Dir.
“성상세포 특이적 아세테이트 수송 효소인 MCT1을 억제했을 때 AD 동물 모델에서 유의미한 회복을 확인했습니다. MCT1이 알츠하이머병의 새로운 치료 표적이 될 수 있을 것으로 기대합니다.” Scantox는 1977년부터 최고 수준의 발견, 규제 독성학 및 CMC/분석 서비스를 제공하는 GLP/GCP 준수 임상시험수탁기관(CRO)인 Scantox의 계열사입니다.
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