알츠하이머 치매 요인으로 지목된 ‘타우단백질’...치료제 개발은 난항 [지식용어]

[시선뉴스 심재민 / 디자인 최윤수 수습] 본인은 물론 가족까지 힘들게 하는 중대 질환들. 그 중 대표적인 것은 바로치매다. 알츠하이머는 치매를 일으키는 신경 퇴행성 질환으로, 증상을 완화하는 약물만 있을 뿐 현재까지 개발된 효과적인 치료제는 없다. 따라서 알츠하이머를 치료하기 위한 연구는 계속되고 있고, 그 핵심 중 하나로 꼽히는 것은 ‘타우단백질’이다.

타우단백질은 뉴런(신경세포) 내에서 물질의 운반을 담당하는 운동단백질이다. 뉴런의 기본 기능은 자극을 받았을 경우 전기를 발생시켜 다른 세포에 정보를 전달하는 것인데, 이때 타우단백질이 운반 역할을 한다. 이러한 타우단백질은 알츠하이머 질환 발병의 핵심 요인으로 전해진다.

타우단백질이 응집해 형성되는 '타우 탱글'은 알츠하이머성 치매 등 퇴행성 질환을 일으키는 원인으로 주목받고 있다. 신경세포 내에 용해돼 액체상으로 존재하는 타우단백질은 세포 내 골격(미세소관)에 붙어 신경세포 구조를 안정화하고 세포 분화를 돕는다. 그러나 타우단백질이 세포 내 골격에서 분리되면 환경요인에 의해 단백질 응집이 일어나 액체에서 고체로 변화하고, 타우 탱글을 형성해 신경세포를 사멸시키는 것으로 알려졌다.

알츠하이머 치료를 위한 타우단백질 연구는 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 그 일환으로 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 이영호 박사 연구팀은 한국과학기술원(KAIST) 임미희 교수 연구팀과 함께 퇴행성 뇌 질환의 주요 원인인 타우(tau)단백질에 대한 연구 성과들을 백과사전처럼 정리했다.

연구팀은 전 세계 연구자들이 진행한 타우단백질 구조와 성격 등에 대한 연구 결과는 물론,  타우단백질이 좋은 기능을 할 때와 질환의 원인이 될 때 각각 영향을 주는 환경적 요인이 무엇인지도 체계화했다. 또 이 박사는 그림으로 타우단백질의 상거동과 응집상태 등을 쉽게 보여주는 '상 다이어그램'을 고안하기도 했다. 연구를 이끈 이 박사는 "이번 논문이 타우단백질에 대한 백과사전 역할을 해 학생과 전문가들에게 큰 도움이 됐으면 한다"며 "타우단백질의 상거동에 대한 깊은 이해가 알츠하이머성 치매를 치료하는 새로운 아이디어로 이어지길 바란다"고 말했다.

알츠하이머 병을 일으키는 주요 원인으로 주목되고 있는 타우 단백질. 하지만 타우 단백질과 또 하나의 원인인 아밀로이드 단백질을 표적으로 한 신약 개발들이 잇따라 치료에 실패하면서 새로운 치료 연구도 이뤄지고 있다. 한국과학기술원(KAIST)은 바이오·뇌공학과 정용 교수 연구팀이 알츠하이머 환자의 뇌 영상·유전자·뇌척수액 데이터 등을 분석해 알츠하이머병 관련 새로운 유전인자를 발견했다고 지난 9월28일 밝혔다.

연구팀은 미국과 캐나다의 63개 연구기관으로부터 얻은 경도인지장애 관련 자료와 알츠하이머 치매 환자로부터 얻은 뇌 영상·유전자·뇌척수액 데이터를 활용했다. 그 결과 뇌 자기공명영상(MRI) 분석을 통해 이 새로운 유전자가 두정엽과 후두엽의 뇌 위축을 일으킨다는 사실을 확인했다. 이는 기존 아밀로이드·타우 단백질에 의한 뇌 위축 패턴과는 달랐다. 생물 정보학 분석 결과 해당 유전 인자는 항산화 효소 대사와 관련된 유전자로 나타난 것이다. 제1 저자인 김항래 박사는 "항산화 조절이 알츠하이머병의 새로운 치료 타깃이 될 수 있음을 밝혔다"며 "이 유전인자가 있는 환자를 대상으로 항산화 치료의 효율성을 검증하는 추가 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이처럼 타우단백질 문제를 해결해 알츠하이머병을 치료하기 위한 움직임이 이어지고 있는 반면, 연이은 치료제 개발 실패로 다른 방도를 찾기 위한 연구 역시 함께 이루어지고 있다. 의료의 발전에도 여전히 난제로 불리고 있는 알츠하이머성 치매, 타우단백질을 비롯한 요인들에 대한 연구가 성과를 발휘하길 기대한다.