국내 연구진이 알츠하이머병과 파킨슨병 등 신경퇴행성질환에서 소포체와 미토콘드리아 상호작용에 의한 미토콘드리아의 과도한 칼슘 증가 현상이 질병의 공통된 원인이 된다는 사실을 규명했다.
신경퇴행성질환 치료제 개발에 이 같은 세포소기관 상호작용 조절인자를 새로운 표적으로 활용할 수 있게 될 것으로 기대된다.
한국생명공학연구원(원장 김장성)은 이규선 위해요소감지BNT연구단 박사와 이성수 한국기초과학지원연구원 박사가 미국 스탠포드 의과대학과 공동으로 이 같은 연구결과를 도출했다고 16일 밝혔다.
연구팀은 파킨슨병과 알츠하이머병의 초파리 동물모델에서 소포체와 미토콘드리아의 접촉면이 증가돼 있으며 이로 인해 미토콘드리아 내로 과도한 칼슘이 흡수돼 신경세포가 사멸된다는 것을 확인했다. 이 때 미토콘드리아에 존재하는 Miro 단백질과 다양한 칼슘이동채널 단백질이 관여하는 것도 규명했다.
실험을 통해 파킨슨병의 원인유전자인 PINK1 돌연변이 초파리에서 미토콘드리아 칼슘 증가로 인해 뇌에서 도파민 신경 세포 숫자가 현저하게 감소하는 것을 확인했다. 미토콘드리아 칼슘채널을 억제하는 화합물을 처리할 때 신경세포사멸이 지연됐다.
또 알츠하이머병 초파리 모델에서도 과도한 미토콘드리아 칼슘 흡수를 억제할 때 표현형이 회복되는 것을 확인했다 신경퇴행성 질환에서 공통되게 나타나는 미토콘드리아와 소포체간 접촉면 증가와 과도한 미토콘드리아 칼슘 흡수를 억제하면 알츠하이머와 파킨슨병에서 나타나는 신경세포 기능 이상을 회복시킬 수 있었다.
이번 연구는 미토콘드리아 칼슘 항상성 붕괴는 신경퇴행성 질환을 포함한 암, 대사질환, 근골격계 질환 등 다양한 질환의 공통 원인이 될 수 있다는 점을 시사한다.
이규선 박사는 “이번 연구성과는 신경퇴행성 질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 미토콘드리아의 칼슘 항상성을 조절하는 것이 중요하다는 사실을 밝힌 것”이라면서 “세포소기관의 상호작용과 미토콘드리아 칼슘 조절과 관련된 칼슘 조절 인자를 동시에 표적으로 하는 신약개발로 신경퇴행성 질환 치료제는 물론이고 암, 염증 질환, 대사질환, 노인성 질환 등 다양한 질병의 치료제 개발에 폭넓게 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
김순기기자 soonkkim@etnews.com
