보건타임즈 : 알츠하이머병 주원인 '단백질과 고위험 유전자 상호 기전' 규명

임현국 교수, 강동우 교수와 '역치 미만-역치 이상 알츠하이머병 원인 단백질 침착군' 공동연구
'고위험 유전자 유무에 따라 서로 다른 뇌 기능 연결성 활성화' 패턴 확인
단백질 침착, 고위험 유전자 유무 '뇌 기능과 인지기능에 미치는 영향 달라짐' 최초 규명
논문 'Frontiers in Aging Neuroscience 5월호'에 게재

[보건타임즈] 국내 연구진이 정상인지 군에서 알츠하이머병 주요 위험 인자인 아포이4(APOE4) 유전자와 아밀로이드베타 단백질 침착 정도 간 상호 병리 기전(논문보기)을 밝혀냈다.

알츠하이머병은 대표 신경 퇴행성 질환이다.
이 질환은 증상 발현 10~15년 전부터 아밀로이드베타 단백질이 뇌에 축적돼 점진적으로 뇌 기능과 구조의 변화가 생기며 인지기능이 떨어진다.
게다가 정상인지 상태에도 아밀로이드 베타 단백질이 침착되는 시기가 발생한다.

이때가 조기 진단과 치료 가능성을 높일 수 있는 시기로서 주목을 받고 있다.
알츠하이머병의 99%를 차지하는 '산발성 알츠하이머병(Sporadic Alzheimer’s disease)'은 다중 요인들이 발병 과정에 영향을 미친다.
특히 아포이4(APOE4) 유전자 보유 여부에 따라 병리 진행 중증도와 치매 발병 위험도가 달라지는 것으로 알려져 있다.

임상 현장에선 아밀로이드 베타 양전자방출단층촬영을 통해 아밀로이드 베타 단백질의 침착 유무를 평가하며, 시각 척도 또는 절단 값을 기준으로 음·양성을 구분하고 있다.
이 때문에 음성으로 분류되는 역치 미만의 아밀로이드 베타 단백질 침착이 뇌 기능 손상과 인지기능 변화에 미치는 영향을 분석한 연구가 부족한 실정이다.

이와 함께 대표적 고위험 유전자 아포이4(APOE4) 유전자와 역치 미만의 아밀로이드베타 단백질의 침착 사이 상호작용의 탐색도 거의 없다.

가톨릭대학교 여의도성모병원 뇌건강센터 임현국 교수(사진 左) 연구팀은 서울성모병원 정신건강의학과 강동우 교수(右)와 공동연구를 통해 베타 아밀로이드 단백질 축적 정도를 역치 미만과 이상으로 분류한 뒤 침착 정도에 따른 뇌 기능과 인지 변화가 아포이4(APOE4) 유전자 유무에 따라 유의미하게 달라짐을 확인했다.

이에 따르면 연구팀은 정상 인지기능 범주에 있는 고령군 182명을 역치 이상의 베타 아밀로이드 단백질 보유그룹 72명과 역치 미만 보유그룹 110명으로 나눈 뒤 베타 아밀로이드 단백질 침착 정도와 휴지기 뇌 신경망의 기능적 연결성, 산발성 알츠하이머병의 고위험 유전자인 아포이4(APOE4) 유전자의 유무를 평가했다.

또 인지기능 변화에 관여하는 주요 뇌신경망을 추출, 신경망 내 (intra-network) 연결성과 신경망 간 (inter-network)의 연결성을 분석했다.

이 결과, 아포이4(APOE4) 유전자를 보유했을 때 역치 미만 아밀로이드 베타 침착 그룹은 쐐기앞소엽(precuneus)과 소뇌다리(cerebellum crus)에서 신경망 연결성이 강화되는 반면, 역치 이상 침착 그룹에선 뇌섬엽(insula)에서 신경망 연결성이 약화됐다. (그림)

아포이4(APOE4) 유전자를 보유한 경우 두 그룹의 신경망 연결성 변화 양상은 서로 다르지만, 두 그룹에서 이 같은 변화가 모두 실행능력과 기억력 향상에 기여하는 것으로 밝혀졌다.

임 교수(교신저자)는 "아밀로이드베타 단백질이 뇌에 침착되기 시작하는 가장 초기 단계에서 뇌 기능과 임상 지표에 미치는 원인을 면밀히 규명하는 것은 치매 조기 치료 근거를 마련하는 데 필수적"이라며 “이 연구는 역치 미만의 아밀로이드베타 단백질 침착이 뇌 기능 손상 과정에 미치는 영향을 역치 이상 침착 군과 비교, 평가해 고위험 유전자와의 상호작용을 고려,규명했다는 점에서 이 연구의 의의가 있다”고 평가했다.

이 연구결과를 상세하게 정리한 논문은 'Impact of APOE ε4 Carrier Status on Associations Between Subthreshold, Positive Amyloid-β Deposition, Brain Function, and Cognitive Performance in Cognitively Normal Older Adults: A Prospective Study'란 주제로 '프런티어즈 인 에이징 뉴로사이언스(frontiers in Aging Neuroscience, IF=5.750) 2022년 5월호'에 게재됐다.