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▲ 헤파란 황산염 변형 프로테오글리칸의 기능을 억제하여 신경퇴행성 질환으로 인한 세포 손상을 역전시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

 

[mdtoday=최재백 기자] 헤파란 황산염 변형 프로테오글리칸의 기능을 억제해 신경퇴행성 질환으로 인한 세포 손상을 역전시킬 수 있는 것으로 나타났다.

헤파란 황산염 변형 프로테오글리칸(Heparan sulfate modified proteoglycan, HSPG)의 기능을 억제해 신경퇴행성 질환으로 인한 세포 손상을 역전시킬 수 있다는 연구 결과가 ‘이니사이언스(IniScience)’에 실렸다.

펜 주립 대학(Penn State University)의 연구팀은 HSPG 단백질이 알츠하이머병 및 기타 신경퇴행성 질환의 새로운 치료 표적이 될 수 있을 것으로 예상했다.

현행 신경퇴행성 질환 치료는 치유가 아닌 질병의 진행을 늦추거나 증상을 완화하는 데 그친다. 새로운 단클론 항체 치료가 알츠하이머병에 대해 마련되었으나 부작용에 대한 우려의 목소리가 제기되고 있다.

이에 연구팀은 세포 표면과 세포외기질 내에서 발견되며, 세포 수복을 조절하고 세포 성장-신호 시스템을 증진하는 HSPG 단백질에 주목했다.

헤파란 황산염(당) 사슬이 단백질에 결합하는 당 변형(sugar modification)은 세포 성장, 세포와 세포·세포와 환경 사이의 상호작용, 그리고 자가포식에 영향을 미친다. 자가포식은 세포가 축적된 단백질과 손상된 세포 부위를 제거하는 과정으로, 일부 신경퇴행성 질환은 초기 단계에 자가포식이 제대로 이루어지지 않아 세포 손상이 잘 회복되지 않는다.

연구팀은 HSPG 단백질이 자가포식-의존적 세포 수복을 억제할 것으로 예상했고, 나아가 HSPG 단백질과 결합한 당 변형의 구조 및 기능을 억제함으로써 자가포식을 촉진할 수 있다고 주장했다.

그들은 인간 세포와 생쥐의 뇌세포를 분석함으로써 신경퇴행성 질환에 영향을 받는 세포 작용을 조절하는 데 HSPG가 관여한다는 사실을 최초로 발견했다고 전했다.

이에 더해 신경퇴행성 질환의 영향을 받은 세포 내 HSPG 단백질 기능을 억제한 결과, 미토콘드리아 기능이 개선되고 세포 내 지질 축적이 감소했다고 덧붙였다.

연구 결과를 입증하기 위해, 프리세닐린(Presenilin) 단백질 결함이 있도록 변형시킨 초파리를 대상으로 HSPG 기능을 억제한 결과, 신경세포 사멸이 억제되고 다른 세포 결함들도 올바르게 수정된 것으로 나타났다.

프리세닐린 유전자 PSEN1은 가족성(조발성) 알츠하이머병의 가장 흔한 원인으로, 프리세닐린 단백질 결함은 PSEN1에 변이가 생긴 것과 비슷한 효과가 있다.

전문가들은 또 다른 단백질인 APOE에 희귀한 유전자 변이가 발생하면 PSEN1 변이 효과를 수십 년까지 지연할 수 있다고 언급하며, APOE와 PSEN1, 그리고 헤파란 황산염을 맏는 효소들을 표적으로 치료를 개발하면 신경퇴행을 예방할 수 있다고 설명했다.

그들은 헤파란 황산염 변형 구조를 파괴함으로써 알츠하이머병 모델에서 발생하는 초기 세포 결함을 역전시키거나 차단할 수 있다고 결론지었다. 

 

메디컬투데이 최재백 ([email protected])

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