많은 조직에서 발견되는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)은 알츠하이머병에서의 역할로 가장 널리 알려져 있습니다.
그러나 과학자들은 알츠하이머병 발병에서 이 단백질의 역할에 대해 잘 알고 있지만, 건강한 뇌 기능에 대한 이 단백질의 기여는 아직 널리 알려지지 않았습니다.
하이델베르크 대학교 연구팀의 최근 연구는 이러한 선례를 바꿀 수 있습니다.
이 연구는 다음에서 인용되었습니다 . 사이언스 데일리에 인용된 이 연구는 마우스 모델을 사용하여 APP 단백질 계열의 주요 생리적 기능을 탐구합니다.
흥미롭게도 뇌 발달 과정에서 소위 “알츠하이머 단백질”이 결핍되면 뇌 기형이 발생하며, 이는 APP에 대한 과학계의 전반적인 이해에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.
앱이 알츠하이머병에 어떻게 기여하나요?
에 설명된 대로 사이언스 데일리에서 설명한 것처럼 알츠하이머병은 뇌에 불용성 단백질이 침착되어 결국 손상 플라크를 형성함으로써 유발됩니다.
이러한 플라크에는 사이언스 데일리에서 “아밀로이드 전구체 단백질의 절단 산물”이라고 설명하는 작은 아밀로이드 펩타이드가 다량 포함되어 있다는 것을 우리는 알고 있습니다.
이러한 A 펩타이드는 신경 세포를 손상시켜 알츠하이머병의 진행을 유발합니다.
그러나 연구에 따르면 뇌의 대부분의 신경 세포는 APP뿐만 아니라 APLP1과 APLP2라는 밀접하게 관련된 두 가지 다른 단백질을 생성합니다.
학습과 기억 형성에 중요한 영역의 신경 세포는 이러한 단백질을 생성하는데, 왜 우리 모두는 알츠하이머병에 걸리지 않을까요?
연구진에 따르면 APP는 건강한 뇌 기능에도 중요한 영향을 미칩니다.
알츠하이머 단백질 연구
하이델베르크 대학의 분자 생물학자 울리케 뮐러 박사가 이끄는 국제 연구팀은 APP의 긍정적인 특성을 연구하기 시작했습니다.
사이언스 데일리는 연구진이 APP 단백질 계열의 생리적 기능을 더 깊이 이해하기 위해 마우스 모델을 사용했다고 설명합니다.
이를 위해 연구진은 뇌 발달 과정에서 APP 계열 단백질의 생성을 차단하도록 유전적으로 조작된 특정 마우스 모델을 연구했습니다.
그 결과, 연구진은 APP가 결핍된 생쥐는 학습과 기억과 관련된 뇌 영역에 심각한 손상이 발생하여 “자폐증과 유사한 행동”을 보인다는 사실을 발견했습니다.
앱과 해마
정확히 왜 APP가 결핍된 쥐의 비정상적인 행동이 연구에 참여한 쥐의 비정상적인 행동에 기여했을까요?
연구진은 뇌 발달 과정에서 APP의 손실이 “해마 층 구조의 기형”으로 이어진다는 사실을 발견했습니다.
해마는 뇌에서 기억 형성을 위한 주요 허브입니다.
따라서 해마가 손상되면 인지 기능이 손상될 수 있습니다.
하이델베르크의 울리케 뮐러 연구원은 사이언스 데일리에서“APP가 없으면 신경세포 배선이 손상되고 시냅스 연결 수가 감소하는 것을 관찰했습니다.”라고 말했습니다.
“또한 신경 세포 간의 통신이 크게 감소하고 학습을 평가하는 행동 테스트에서 동물의 수행 능력에 심각한 영향을 미쳤습니다.”
이 발견은 행동 수준에서 중요한 결과를 가져와 생쥐가 학습 및 기억력 테스트에서 극도로 저조한 성적을 거두었습니다.
또한 영향을 받은 쥐는 일련의 반복적인 행동, 사회적 의사소통 감소, 전반적인 사회적 상호작용 장애 등 “자폐증과 유사한 핵심 행동을 보였다”고 합니다.
따라서 과학자들은 APP 계열이 생리적 해마 기능을 촉진하고 학습과 사회적 행동을 촉진하는 등 발달 과정에서 필수적인 역할을 한다는 결론을 내릴 수 있었습니다.
연구의 시사점
이 연구에서는 APP 계열 단백질에 대한 몇 가지 일반적인 사실이 더 밝혀졌지만, 연구진은 APP 부족과 자폐 스펙트럼 장애에서 발생하는 것과 유사한 행동 변화 사이의 연관성을 발견하고 놀라움을 금치 못한 것으로 알려졌습니다.
뮐러는 “우리의 연구 결과는 APP 계열이 신경계의 정상적인 발달, 학습, 기억 형성 및 사회적 의사소통에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.”라고 설명했습니다.
“앞으로 이러한 이해는 알츠하이머병에 대한 새로운 치료법 개발에 도움이 될 수 있습니다.”
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궁극적으로 이 연구에 참여한 연구자들은 APP가 알츠하이머병을 악화시키는 역할을 하는 것은 분명하지만, 이 단백질이 건강한 뇌의 핵심 구성 요소이기도 하다는 사실을 발견했습니다.
‘알츠하이머 단백질’로서의 지위를 고려할 때 APP는 향후 알츠하이머에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 핵심이 될 수 있습니다. Scantox는 1977년부터 최고 수준의 발견, 규제 독성학 및 CMC/분석 서비스를 제공하는 GLP/GCP 준수 임상시험수탁기관(CRO)인 Scantox의 계열사입니다.
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