한국뇌연구원 공동연구팀(왼쪽부터 제1저자 전민태·정지수·최문석, 교신저자 천무경·김도근 박사. 사진제공=한국뇌연구원

치매 초기 단계에서 뇌 염증이 나타나기 전에도 뇌 면역세포가 신경세포 연결망을 손상시키는 기전이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

한국뇌연구원은 치매연구그룹 김도근·천무경 박사 공동연구팀이 최신 공간 전사체 분석 기술을 활용해 시뉴클레인병증의 초기 뇌 신경망 손상 과정을 규명했다고 24일 밝혔다.

루이소체 치매를 비롯한 시뉴클레인병증은 알파-시뉴클레인 단백질이 비정상적으로 축적돼 인지 기능 저하를 유발하는 퇴행성 뇌질환이다. 그러나 본격적인 뇌 염증이나 신경세포 사멸이 발생하기 전 시냅스가 붕괴되는 과정은 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 질환 마우스 모델에 공간 전사체 기술을 적용해 해마 부위의 미세환경 변화를 분석했다. 그 결과 알파-시뉴클레인 축적이 신경세포의 과도한 스트레스 반응을 유발하고, 이 신호가 뇌 면역세포인 미세아교세포의 'AXL-AKT' 포식 경로를 활성화하는 것을 확인했다.

활성화된 미세아교세포는 신경세포 간 연결 부위인 후시냅스 단백질(PSD95)을 과도하게 제거하는 비정상적 시냅스 가지치기를 일으켰으며, 이는 초기 뇌 신경망 붕괴로 이어졌다.

이번 연구는 치매가 신경세포 사멸 이전에 신경세포 간 연결망 약화와 붕괴 과정을 거쳐 진행될 수 있음을 보여준다는 점에서 의미가 크다.

김도근 박사는 "뇌 염증이 본격화되기 전에도 미세아교세포의 AXL 경로 기반 포식 작용만으로 신경망이 손상될 수 있음을 확인했다"며 "루이소체 치매 등 퇴행성 뇌질환의 조기 진단과 치료를 위한 새로운 표적이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

천무경 박사는 "공간 분석 기술과 생물학적 검증을 결합해 질환 초기 뇌 병리 현상을 기전적으로 규명했다"고 설명했다.

한편 이번 연구 결과는 다학제 분야 국제학술지인 '저널 오브 어드밴스드 리서치' 최신호에 게재됐다.