알츠하이머 억제 효소, 다른 치매에는 악영향 (2008-04-24) 지난 2003년 7월 31일자 ‘Nature’에는 Pin1으로 불리는 프롤릴 이성화효소(prolyl isomerase)가 알츠하이머를 억제하는 효소를 찾았다는 연구결과가 발표되었다. 이 효소는 뇌의 신경세포에서 이상 단백질이 형성되는 과정을 억제함으로써 알츠하이머병을 방지하고 노화에 따른 신경변성(neurodegeneration)을 억제한다고 보고되었다. 이 연구는 알츠하이머를 포함하여 여러 신경변성 질환에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 큰 도움을 줄 것으로 기대되었다(GTB2003071559). 알츠하이머병처럼 신경 변성이 발생하면 타우 단백질에 과다한 인산염 분자가 결합하게 되고, 그 결과 단백질의 모양이 변하면서 섬유질(fiber) 덩어리가 형성된다. 이 타우 단백질 덩어리가 서로 달라붙어 엉키게 되면 뇌의 신경단위세포를 파괴하게 되고, 그 결과 치매 현상이 발달한다. Pin1 효소는 타우 단백질의 탈인산화(dephosphorylation)를 증진시킴으로써 이 같은 이상 단백질 생성을 차단한다. 그러나 ‘The Journal of Clinical Investigation’ 최신호에는 알츠하이머 발달을 저해하는 Pin1이 다른 드문 형태의 치매의 발달을 가속화시키는 것으로 확인되었다고 발표되었다(Mol. Cell. 2000. 6:873-883, 참조 URL1). 현재 알츠하이머 환자들을 연구하는 모델로 드문 형태의 유전성 치매인 17번 염색체 연관 파킨슨병 수반 전두측 두엽성 치매(frontotemporal dementia with parkinsonism-17: FTDP-17)가 많이 이용되고 있다. 알츠하이머와 FTDP-17은 뇌에 과도한 타우(tau) 단백질이 축적되어 신경 원섬유 농축체(Neurofibrillary tangle)이 형성된다는 공통점을 갖고 있다. 이렇게 엉킨 신경세포는 기억을 담당하는 뇌세포를 정보전달을 막아서 치매 증상이 나타난다. 그러나 FTDP-17 환자들은 알츠하이머 환자들과 차이가 있다. 알츠하이머 환자들은 P301L 유전자에 돌연변이가 없는 것과 달리 달리 FTDP-17 환자들의 P301L 유전자에 돌연변이가 존재한다. 현재 알츠하이머 모델 마우스에는 P301L 타우 돌연변이 단백질을 과다 발현시키고 있다. 그러나 알츠하이머 환자들이 이 돌연변이가 나타나지 않는 만큼 알츠하이머 모델로 적절한가는 의문이 되고 있다. 연구팀은 야생형 타우 단백질이 축적되는 마우스 모델과 사람의 세포를 대상으로 Pin1 수치를 높이면 타우 단백질이 분해되고 반대로 낮추면 타우 단백질이 안정화됨을 확인했다. 그러나 P301L에 돌연변이를 유발시켜서 타우 단백질이 축적되는 마우스 모델에서는 Pin1 수치를 높이면 오히려 타우 단백질의 응집이 가속화되고 늘어난 반면에 낮추면 타우 단백질이 줄어들었다고 한다. 이번 연구를 주도한 Beth Israel Deaconess Medical Center의 쿤 핑 류박사는 “첫번째로 Pin1 활성의 증가가 알츠하이머 환자들의 타우 단백질 축적과 퇴행성 증상의 치료 및 예방에 효과적임을 보였다. 두번째로 알츠하이머 환자들에게서 타우 돌연변이가 관찰되지 않는다. 따라서 알츠하이머 치료제의 선별 시험에서 P301L 타우 돌연변이 모델을 이용하면 반대 효과가 나타날 수 있으므로 다른 모델을 사용해야 함을 보여주고 있다.”라고 설명했다.