알츠하이머 치매와 관련된 변이유전자 5개가 새로 발견됐다.
국제 알츠하이머 치매 게놈 프로젝트 (IGAP: International Genomic Alzheimer‘s Project) 공동연구단은 치매 환자 9만4천437명의 유전체를 분석한 결과 지금까지 발견된 치매 관련 변이유전자 20개를 새로이 확인하는 한편 새로운 5개 변이유전자(IQCK, ACE, ADAM10, ADAMTS1, WWOX)를 추가로 발견했다고 메디컬 익스프레스와 미국의 CNN 뉴스 인터넷판이 28일(현지시간) 보도했다.
미국에서 2개, 유럽에서 2개 등 모두 4개 연구팀이 참여하고 있는 공동연구단은 미국 국립노화연구소(NIA: National Institute on Aging) 등 미국 보건원(NIH) 산하 연구기관들의 지원 아래 2013년부터 알츠하이머 치매와 관련된 유전체를 분석하는 작업을 진행하고 있다.
새로 발견된 변이유전자 중 특이한 것은 뇌 신경세포 내부에 존재하는 단백질인 타우(tau)의 엉킴(tangles)과 관련된 변이유전자가 처음으로 발견된 것이다.
치매는 뇌 신경세포의 표면 단백질인 베타 아밀로이드의 응집(beta amyloid plaque)과 타우 단백질 엉킴에 의해 발생하는 것으로 알려지고 있다.
공동연구단은 새로 발견된 변이유전자들이 타우 단백질 변이와 함께 아밀로이드 전구 단백질(APP: amyloid precursor protein) 대사, 면역체계, 지질 대사(lipid metabolism)의 경로에 관여한다는 사실도 밝혀냈다.
이 중 APP 유전자 변이는 65세 이전 초로기에 발생하는 조기 발현(early–onset) 치매와 직접적인 연관이 있는 것으로 이미 밝혀진 바 있다.
그런데 이번 연구는 늦은 나이에 발생하는 지연 발현(late–onset) 치매 환자들만을 대상으로 한 것이었다.
따라서 APP 유전자 변이는 조기 발현 치매만이 아니라 지연 발현 치매와도 연관이 있다는 사실이 밝혀진 것이다.
전체적인 데이터를 종합하면 조기 발현 치매의 치료법이 지연 발현 치매의 치료에도 적용될 수 있을 것이라고 공동연구단은 설명했다.
이번 연구로 유전체 중에서 치매와 관련된 핵심 부위가 어디인지를 알아내는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있게 됐다고 공동연구단은 평가했다.
치매 관련 유전체의 핵심 부위로 더 깊이 들어가 보면 치매가 발생하는 메커니즘과 이를 차단할 수 있는 치료법을 찾아낼 수 있을 것으로 공동연구단은 기대하고 있다.
이 연구 결과는 영국의 유전학 전문지 ‘네이처 유전학'(Nature Genetics) 온라인판(2월 28일 자)에 발표됐다.
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아래는 2023년 7월 17일 뉴스입니다~
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치매 유발하는 유전자 ‘싹둑’…美 연구진 “뇌 속 아밀로이드베타 잡는다”
“APP 유전자 편집해 아밀로이드베타 과잉 생산 차단”
“변이유전자 APOE-E4 잘라 치매 발병 위험 감소”
유전자가위/News1
16일(현지 시각) 미국의 제약바이오 전문 매체 피어스파마와 스탯(STAT)에 따르면 이날 네덜란드 암스테르담에서 열린 ‘2023 알츠하이머협회 국제회의(AAIC)’에서 크리스퍼 유전자 가위를 활용한 알츠하이머 치료법에 대한 연구 초록 두 편이 공개됐다. 크리스퍼 유전자 가위는 특정 DNA를 찾아가 지퍼처럼 결합하는 가이드 RNA와, 결합 부위를 잘라내는 효소 단백질인 캐스9으로 구성된다. 유전자 가위가 잘라낸 부위는 정상 유전자로 대체돼 유전 질환의 근본을 치료할 방법으로 주목을 받았다.
뇌 속 아밀로이드베타(Aβ) 단백질이 뇌 신경세포에 쌓여 뭉치면 끈적한 플라크가 형성되는데, 이 플라크가 염증을 일으켜 알츠하이머성 치매를 일으키는 것으로 알려져 있다. 최근 미국 식품의약국(FDA)의 정식 승인을 받은 치매 치료제 ‘레켐비(성분명 레카네맙)’도 이 아밀로이드베타 단백질을 제거해 치매 진행 속도를 늦추는 원리로 개발됐다.
미국 캘리포니아대 연구팀은 이 아밀로이드베타 단백질을 만들어 내는 아밀로이드 전구체 단백질 유전자인 APP에 주목했다. APP가 아밀로이드베타 단백질을 과잉 생산할 경우 플라크가 만들어지는데, 유전자 편집 기술로 APP를 절단하면 아밀로이드베타 단백질도 줄어든다는 것이다.
브랜트 올스턴 연구원은 “APP 유전자는 알츠하이머병에서 중심적인 역할을 한다는 데에는 논쟁의 여지가 없다”며 “APP 유전자 편집은 아밀로이드베타 단백질을 줄일 뿐 아니라 신경도 보호할 수 있다”고 말했다.
이들 연구진은 쥐 실험에서 크리스퍼 기술을 활용해 알츠하이머를 앓는 쥐의 APP 유전자의 끝 부분을 잘라냈을 때 아밀로이드 단백질의 양이 현저히 줄어든 것을 확인했다고 밝혔다. 올스턴 연구원은 “우리는 크리스퍼 기술이 쥐들에게 안전하고 효과적이라는 치료법이라는 것을 확인했다”며 “향후 우리 인체 임상시험을 통해 APP 크리스퍼 기술을 테스트해볼 필요가 있다”고 말했다. 이들은 유전자를 잘라낼 정확한 위치를 파악하기 위한 연구를 이어나갈 계획이다.
또 다른 연구는 치매의 강력한 유발 인자로 알려진 변이유전자인 ‘APOE-E4′에 초점을 맞췄다. APOE는 몸속 지질과 콜레스테롤 운반체로, E2, E3, E4 세 가지 유전형이 있다. 이 중 E4를 가진 사람에게서 치매 발병 위험이 3~12배 증가하는 것으로 알려졌다. 특히 이 E4 유전자를 2개 가진 사람은 치매에 걸릴 위험이 8~12배 높다.
미국 듀크대 연구팀은 크리스퍼 기술을 활용해 이 APOE-E4를 줄이는 연구를 진행 중이다. 전임상에서 알츠하이머 환자의 인간 유도만능줄기세포(human induced pluripotent stem cell·hiPSC)로 만든 뇌 오가노이드와 인간화된 마우스 모델로 실험한 결과 APOE-E4 수준이 크게 감소한 것을 확인했다.
알츠하이머협회 최고과학책임자(CSO)인 마리아 카리요 박사는 “크리스퍼와 같은 혁신적인 새로운 아이디어가 알츠하이머병 치료법으로 환영받고 있다”며 “FDA가 승인한 항아밀로이드베타 항체 약물은 치매 치료의 첫 단계로 중요하지만, 궁극적인 치료·예방을 위해 크리스퍼 기술을 적용한 연구들이 더 확대돼야 한다”고 말했다.