알츠하이머병에서 아밀로이드 베타 플라크의 형성과 타우 단백질 분비 기전 및 환자 조기진단을 위한 혈액 생체 표지자 발굴에 관한 연구

Abstract

뇌 뇌에 축적된 베타-아밀로이드 (Aβ) 플라크 주변에서 활성화 된 미세아교세포가 발견되는 현상과 신경 세포로부터 분비된 타우 단백질이 질병이 진행됨에 따라 전두엽과 측두엽에서부터 신피질의 다른 영역으로까지 전파된다는 것은 알츠하이머병의 주요한 병리학적 특징이다. 또한 Aβ 플라크와 타우 단백질의 축적 현상은 인지기능의 저하가 나타나기 10~20년 전부터 시작 된다는 것이 알려져 있다. 현재까지 뇌척수액에서 Aβ와 타우 단백질의 농도를 측정하는 방법과 PiB-PET 이미징을 통한 뇌 속 Aβ 플라크 축적 정도를 확인하는 진단법이 알려져 있지만, 침습적이며 비용이 비싸고 어려운 진단법이라는 단점이 있다. <br/> 먼저, Aβ 플라크 주변을 활성화된 미세아교세포 (microglia)가 둘러싸고 있다는 현상은 많이 보고 되어왔지만 Aβ 플라크 형성과 성장에 미세아교세포가 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 알츠하이머병 동물 모델인 5XFAD를 이용하여 미세아교세포가 Aβ 플라크의 형성과 성장에 기여한다는 것을 처음으로 발견하였다. <br/> 또한, 타우 단백질은 신호 펩타이드가 없음에도 불구하고 세포 밖으로 분비 된다는 것이 보고되어 있는데, 어떠한 기전을 통하여 분비되는 지는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는, SH-SY5Y 세포주에서 타우 단백질을 과발현 시키는 실험을 통하여 타우 단백질이 분비 될 때 autophagy가 관여한다는 것을 규명하였다. 또한 여섯 종류의 타우 동형 단백질과 다양한 종류의 인산화된 형태의 타우 단백질이 분비 될 때에도 autophagy가 관여함을 확인하였다. <br/> 알츠하이머병의 원인치료제는 아직 개발되지 않았을 뿐만 아니라 증상 완화제는 이른 시기에 처방할수록 질병의 진행 속도를 효과적으로 늦출 수 있기 때문에 조기 진단에 대한 연구가 필요한 상황이다. 그러므로 본 연구에서는 PiB-PET 이미징을 시행하여 진단이 정확한 환자의 혈청을 질량분석법을 통하여 분석함으로써 상대적으로 비침습적이며 저비용의 AD 조기 진단 바이오마커를 발굴하였다. <br/> 본 연구를 통해, 알츠하이머병의 주요한 병리학적 특징인 Aβ 플라크의 생성과 타우 단백질의 분비 기전을 밝혀냄과 동시에, 혈청을 이용한 바이오마커를 발굴함으로써 AD의 조기 진단 연구에 기여하였다.<br/>