알츠하이머 병이란 기억과 인지기능의 장애가 생기는 치매의 가장 흔한 형태입니다.

그동안 치매 연구는 환자의 뇌조직을 대상으로 수행되기 어려워 주로 동물모델 특히 생쥐를 이용해 연구되어 왔지만, 생쥐의 뇌는 인간의 뇌와 차이가 커 연구에 한계가 있었습니다.

한국기초과학지원연구원 김영혜 박사는 미국 하버드 의대 연구진들과의 공동 연구를 통해 인간의 신경줄기세포에 알츠하이머 치매를 일으키는 돌연변이 유전자를 발현시키고 실제 뇌조직과 유사한 세포 환경을 구현하기 위해 3차원 배양기술을 도입하여 신경세포로 분화시켰습니다.

이를 통해 치매 환자의 뇌조직을 모사하는 새로운 알츠하이머 치매 세포 모델을 개발하였습니다.

이번 연구로 알츠하이머 치매의 대표적인 발병 이론인 아밀로이드 가설에서 뇌에 축적되는 베타아밀로이드 펩타이드가 신경섬유매듭을 일으킬 것이라는 예측을 세계 최초로 실험적으로 입증하였으며, 기존의 동물모델에 비해 제작이 용이하고 실험에 소요되는 시간도 획기적으로 단축할 수 있었습니다.

알츠하이머 치매는 뇌 신경세포에서 생성된 베타아밀로이드 펩타이드가 세포 밖에 쌓이고 뭉쳐 만들어진 노인반과 신경세포 내의 미세소관을 안정적으로 고정시키는 타우단백질이 비정상적으로 인산화가 늘어나 구조가 변형되어 미세소관에서 떨어져나가 쌓이면서 신경섬유매듭이 생성되는 것이 특징이며 이러한 과정을 통해 신경세포가 죽게 됩니다.

이번에 개발한 새로운 알츠하이머 치매 세포 모델은 기존의 세포모델에서는 구현할 수 없었던 노인반과 동물모델에서 구현할 수 없었던 베타아밀로이드 펩타이드에 의해 조절되는 신경섬유매듭까지 구현하는데 성공했습니다.

이번 실험모델은 실제 알츠하이머 치매에 걸린 인간의 뇌를 대신하여 분자 및 세포 수준의 기전 연구 및 신약 탐색 연구에 활용되어 뇌질환 관련 분야의 발달에 기여하게 될 전망입니다.