May 12, 2023 은비 길 5기 이소민 1 min read

치매의 원인으로 알려진 ‘뇌 속 별세포’ 영상화 성공

알츠하이머 치매의 조기 진단 가능성 밝혀

[ 객원 에디터 5기 / 이소민 기자 ] 최근 기초과학 연구원 (IBS) 사회성 연구단 이창준 단장 연구팀은 세브란스병원 핵의학과 윤미진 교수와 뇌과학 연구소 류훈 책임연구원 연구팀과 함께 알츠하이머 치매의 조기진단을 위한 뇌 속 반응성 별세포를 영상화하는 데 성공했다.

알츠하이머 치매는 뇌 염증 반응을 동반하는 것으로 흔히 알려져 있는데, 뇌 염증반응이 일어날 때 가장 먼저 나타나는 현상은 뇌에서 별모양의 비신경세포인 별세포의 크기와 기능이 변하는 것이다. 이것은 기억력 감퇴를 일으킬 수 있다.

별세포는 다음과 같은 방법으로 기억력 감퇴를 일으킨다. 첫째, 신경전달물질의 대사에 중요 역할을 하는 마오비 효소가 푸트레신으로부터 억제성 신경전달물질을 만들어 기억력 감퇴를 일으킬 수 있다. 둘째, 별세포 내 존재하는 요소회로가 활성화되면 치매를 촉진할 수 있다.

연구진은 양전자 방출 단층 촬영 영상을 이용해 알츠하이머 환자에서 별세포와 신경세포의 저하를 영상화하는 데 성공했다. 양전자 방출 단층 촬영에는 탄소11-아세트산(11C-아세트산)과 불소18-플루오로데옥시글루코오스(18F-FDG)가 사용되었다. 먼저, 11C-아세트산은 아세트산을 흡수하는 세포를 영상화하는 데에 사용되었다. 이를 통해 탄소 아세트산이 반응성 별세포화를 촉진시켜 치매를 유발했다고 밝혔다. 아세트산은 흔히 식초로 알려져 있는데, 이것은 독성물질인 아밀로이드 베타의 별세포화를 촉진시킨다는 점을 확인했다고 주장했다. 또한, 아세트산이 푸트레신의 생성을 촉진시켜 억제성 신경전달물질의 생성을 유도, 치매를 유발함을 밝혔다. 그리고 18F-FDG는 포도당을 통해 뇌의 활성을 확인하는 데에 사용되었다.

**< 반응성 별세포 동물 모델에서 PET 영상 촬영을 통해 관찰되는 ¹¹C-아세트산 흡수 증가와 ¹⁸F-FDG 흡수 감소 – 기초과학연구원 제공 >**

위 사진을 보면, 노란색으로 표시된 영역에서 반응성 별세포화를 유도했을 때, 11C-아세트산 흡수가 증가(주황색)하고, 18F-FDG 흡수가 감소(파란색)하는 것을 확인한 것을 알 수 있다. 이러한 변화는 마오비(MAO-B) 억제제(KDS2010)로 반응성 별세포화를 억제하거나(왼쪽), MCT1 유전자의 발현을 억제할 경우(오른쪽) 정상 수준으로 회복됐다는 것을 보여준다.

현재까지, 아밀로이드 베타의 제거로 치매를 치료하려는 시도는 모두 실패하였다. 이번 연구는 11C-아세트산과 18F-FDG를 이용한 양전자 방출 단층 촬영이 반응성 별세포의 임상 수준의 진단에 활용될 수 있음을 알아냈다. 이를 통해 알츠하이머 치매를 초기에 진단하는 가능성을 확보한 것이다.

이창준 IBS 단장은 “알츠하이머 동물 모델을 통해 아세트산의 이동통로가 되는 MCT1을 억제했을 때, 상당히 유의미한 회복이 나타남을 확인했다”라고 말하며, 이것이 새로운 알츠하이머 치매 치료가 될 수 있을 거라고 주장했다.