치매의 원인 ‘요소회로’로 밝혀져

요소회로, 치매 촉진하는 역할

새로운 치매 치료제 개발 기대 

[위즈덤 아고라 / 임서연 기자] 23일, 국내 연구진이 알츠하이머 치매의 기억력 감퇴가 뇌 속 반응성별세포(reactive astrocyte) 내의 ‘요소회로’ 때문임을 밝혀냈다. 

기초과학연구원(IBS)의 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장 및 주연하 박사 연구팀은 한국 과학기술연구원(KIST) 뇌과학 연구소 류훈 단장 연구팀과 공동으로 별세포 내 요소회로의 존재를 확인하고 활성화된 요소회로가 치매를 촉진함을 규명했다. 

‘요소회로’는 세포 내에 발생한 암모니아를 요소로 전환시키는 과정을 뜻하는 것으로 단백질 아미노산에서 분리된 암모니아를 해독하는 시스템을 말한다. 

별세포는 뇌세포를 절반 이상 구성하는 별 모양의 비신경세포로 알츠하이머나 염증 등 주변 환경에 의해 수와 크기가 증가한 ‘반응성 별세포’가 마오(MAO)-B 효소를 만들어내면서 ‘푸트레신(putrescine)’이라는 화학성분을 증가시키고 이어 억제성 신경전달물질인 ‘가바(GABA)’를 만들어내 기억력 감퇴를 일으키는 것으로 알려졌다. 

지금까지 이 과정에서 반응성 별세포가 푸트레신을 증가시키는 메커니즘은 알려진 바가 없었다. 

하지만 연구진은 이번 연구를 통해 주로 간에서 해로운 암모니아를 해독해 소변 주성분인 요소를 생성하는 ‘요소회로’가 뇌 속 별세포에도 존재함을 밝혔다. 반응성 별세포에서 활성화된 요소회로가 푸트레신과 가바 생성을 유도해 치매를 유발한다는 것이다.

연구진은 독성 물질인 아밀로이드 베타가 있는 별세포에서 요소회로를 이루는 효소인 ‘OTC, ARG1, ODC1’등의 활성량과 발현량이 증가하고 합성된 요소 양도 늘어나는 사실을 확인했다. 

이때 ODC1을 억제하면 요소회로를 통해 생성되는 푸트레신, 가바가 감소하고 알츠하이머 실험용 생쥐의 기억력 또한 회복되는 것을 보였다. 

이전까지 치매의 주원인은 아밀로이드 베타로 여겨져 왔다. 이에 여타 임상실험에서 아밀로이드 베타를 제거하는 실험을 해왔으나 그럼에도 중증 치매가 지속되는 결과가 나타나 치매 치료제 개발에는 실패했었다. 

이창준 단장은 “새로운 억제제 선도물질로서 요소회로 효소 ‘ODC1’의 가능성을 확인했다”며 “전임상 시험을 통해 ODC1 효능과 독성 등을 확인하고 신규 알츠하이머 치매 치료제 개발에 착수할 계획”이라고 말했다.