국내 연구진이 해외 연구진과의 공동연구를 통해 인간신경줄기세포를 이용해 알츠하이머 환자의 뇌의 특징들을 구현한 세포 모델을 세계 최초로 개발하고 관련 연구 결과를 세계적인 학술지 '네이처'에 발표했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI) 질량분석연구부 김영혜<사진> 박사 연구팀은 미국 하버드 의과대학 Massachusetts General Hospital(MGH) 김두연 교수 연구팀과 공동연구를 통해 인간신경줄기세포의 3차원 분화를 통해 알츠하이머 환자 뇌의 병리학적 특징을 구현한 실험모델을 개발하고 대표적 발병 가설인 아밀로이드 가설도 실험적으로 입증하는데 성공했다. 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지 '네이처'지 10월 12일자 온라인판에 발표했다.

연구팀은 인간신경세포에 돌연변이 유전자를 삽입한 다음 최근 주목받고 있는 3차원 배양기술을 통해 신경세포로 분화시켰다. 알츠하이머 질환의 중요 요인인 베타 아밀로이드 펩타이드의 축적을 유도해 치매 환자의 뇌 조직에서만 발견되는 노인반을 구현하고 실험용 쥐에서 유도할 수 없었던 세포 내 신경섬유다발(Neurofibrillary Tangle)을 구현했다. 기존에는 아밀로이드 가설의 신경섬유매듭과 베타 아밀로이드의 연관성을 설명하지 못했는데 새로운 모델을 통해 둘 사이의 연관성을 처음으로 입증한 것이다. 아밀로이드 가설은 뇌 속에 과다 축적된 베타-아밀로이드 펩타이드 (beta-amyloid peptide)가 신경독성을 유발하여 알츠하이머가 생긴다고 알려진 가설이다.

그동안 치매를 포함한 뇌질환 연구는 주로 생쥐를 이용한 동물실험에 의존해 왔으나 생쥐의 뇌 조직 및 생리현상이 인간과 크게 달라 생쥐를 이용한 기초 연구가 인간 대상 임상실험과 상이하다는 문제를 보였다. 이번 연구는 이런 문제점을 보완했을 뿐 아니라 동물모델에 비해 제작이 용이하고 실험에 소요되는 기간을 획기적으로 단축할 수 있어 치매 치료제 개발을 가속화 할 수 있는 모델이다. 김영혜 박사는"이번 연구는 알츠하이머 질환의 발병 메커니즘에 대한 중심가설을 실험적으로 입증한 세계 최초 사례"라며 "알츠하이머 치료제 개발연구를 가속화 할 수 있는 실험 모델을 개발했다는 점에서 큰 의의가 있다"고 말했다.