전두측두엽 치매(FTD), 진행성 핵상 마비(PSP), 피질 기저부 변성(CBD)은 모두 뇌의 핵심 구조 단백질인 타우의 이상이라는 공통점이 있는 신경 퇴행성 질환입니다.
이제 UC 산타바바라 연구진이 잘못 접힌 타우 단백질로 만들어진 신경섬유 엉킴의 형성을 차단하는 방법을 발견했을 수 있습니다.
이 연구는 아직 초기 단계에 있지만 신경 퇴화를 표적으로 하는 획기적인 치료 개입의 길을 열 수 있습니다.
타우 단백질이 뇌 기능을 방해하는 방법
타우 단백질은 뇌 건강에서 중요한 역할을 하며, 세포가 안정적으로 형성되고 구조를 유지하도록 돕고 뇌의 영양소 수송을 촉진합니다.
불행히도 비정상적인 타우, 특히 잘못 접혀서 구조를 손상시키고 끈적끈적하고 엉킨 표면을 만드는 타우는 신경섬유 엉킴을 형성하여 여러 가지 신경 퇴행성 질환을 유발합니다.
개별적으로 잘못 접힌 타우 단백질은 종종 도미노 효과를 일으켜 정상 타우 단백질이 잘못 접히도록 유도하고 오작동하는 단백질이 축적됩니다.
시간이 지남에 따라 이러한 축적은 뇌 기능을 방해하고 타우 병증이라고 하는 치명적인 신경 퇴행성 장애를 유발할 수 있습니다.
이를 염두에 두고 UC 산타바바라 연구팀은 타우가 잘못 접히기 전에 이를 막을 수 있다면 어떨까 하는 질문을 던졌습니다.
타우 단백질 불규칙성 이해하기
타우는 일반적으로 신경 퇴행성 질환과 연관된 두 가지 형태, 즉 짧은 “3R(3번 반복)” 버전과 긴 “4R(4번 반복)” 버전이 있습니다.
FTD, PSP, CBD와 같은 질환은 특히 4R 타우의 축적을 수반합니다.
4R 타우가 어떻게 잘못 접히기 시작하는지 이해하기 위해 UC 산타바바라 연구진은 세포 배양 실험과 투과 전자 현미경 및 분자 역학 시뮬레이션을 포함한 첨단 기술을 결합했습니다.
면밀한 연구를 통해 연구팀은 4R 타우에 존재하는 독특한 ‘머리핀’ 구조를 확인할 수 있었습니다.
연구진은 이 구조에서 다른 타우 단백질과 결합하여 더 큰 구조로 쌓아 올려 잠재적으로 잘못 접힌 단백질의 축적을 유도할 수 있다는 점에서 끈적끈적한 PHF6라는 끈적끈적한 세그먼트를 발견했습니다.
연구진은 PHF6를 방해하면 타우 단백질의 기형과 축적이 광범위하게 일어날 가능성을 줄일 수 있다는 가설을 세웠습니다.
PHF6 타겟팅
마지막으로 연구팀은 향후 연구를 위한 경로를 만들기 위해 PHF6에 결합할 수 있는 물질을 확인해야 했습니다.
연구팀은 라마와 같은 낙타과 동물의 혈액에서 합성한 작은 항체 조각인 나노바디를 주목했습니다.
카멜리드 나노바디는 현재 치료적 개입이 PHF6 영역에 결합하여 타우의 응집을 억제하는 데 도움이 될 수 있는 잠재적 수단으로 여겨지고 있습니다.
앞으로 연구팀은 카멜리드 나노바디를 면밀히 조사하여 나노바디가 PHF6에 결합하게 하는 정확한 요인을 규명할 계획입니다.
_____ UC 산타바바라 연구팀의 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 연구팀은 치료적 개입을 추진하기 위한 두 가지 중요한 요소, 즉 첫째, 표적화할 정확한 4R 영역과 둘째, 개입이 표적에 결합할 수 있는 잠재적 수단인 나노체라는 두 가지 중요한 요소를 확인했습니다.
연구진은 신경섬유 엉킴의 형성을 억제하는 효과적인 치료법을 찾기까지 아직 갈 길이 멀다고 말합니다.
앞으로 연구팀은 동물 모델을 사용하여 이 기술을 테스트할 계획이며, 타우를 분해하거나 아예 응집을 방지하는 방법을 더 잘 이해하기 위해 노력할 것입니다.
지속적인 연구를 통해 과학계는 조절 장애 단백질을 제거하여 수많은 신경 퇴행성 질환 환자의 치료와 삶의 질을 개선하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것입니다. Scantox는 1977년부터 최고 수준의 약리학 및 규제 독성학 서비스를 제공하는 선도적인 북유럽 전임상 GLP 인증 임상시험수탁기관(CRO)입니다.
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