도파민 신경세포 살려 '파킨슨병' 막는다

단백질 변형 과정의 도파민 신경세포 생사 조절 기능 밝혀
오글루넥당화 활성화로 도파민 신경세포 사멸 억제 및 운동기능 회복

노년기 부부. 사진=게티이미지뱅크

[아시아경제 황준호 기자] 우리 몸의 근육이 마비되거나 경련이 일어나 움직임이 둔화되는 퇴행성 뇌 질환인 파킨슨 병을 치료할 수 있는 새로운 단서가 발견됐다. 동물 실험을 통해 도파민 신경세포의 사멸에 관여하는 단백질 변형을 억제해 파킨슨병 증세를 호전시키는 것에 성공한 것이다. 연구진은 새로운 파킨슨병 치료법을 개발하는데 기여할 연구로 평가했다.

김재익 울산과학기술원 교수의 연구팀은 도파민 신경세포에서 오글루넥당화를 활성화시켜 파킨슨병이 유발한 운동 이상증을 정상 수준에 가깝게 완화시킬 수 있다는 것을 동물 실험을 통해 입증했다고 12일 밝혔다. 관련 연구 결과는 국제학술지인 '브레인'에 최근 실렸다.

'당화로 인산화 억제' 도파민 조기 사멸 막는 단서

도파민 신경세포에서 오글루넥당화(O-GlcNAcylation)를 증가시켰을 때의 변화

파킨슨병은 알츠하이머병(치매)에 이어 두 번째로 발병률이 높은 퇴행성 뇌 질환이다. 이 병에 걸리면 뇌 속 도파민 신경세포가 죽어 도파민 분비가 줄어든다. 만약 도파민 신경세포에 사멸의 원인을 알고 이를 막는다면 파킨슨병의 치료가 가능하다. 현재는 도파민 전구체를 보충해 운동 이상을 막는 방법을 쓰고 있지만 보다 근본적인 치료법이 만들어지는 것이다.

연구팀은 파킨슨병의 운동이상을 완화할 한 가지 단서를 발견했다. 세포내 단백질의 변형(번역 후 변형) 과정(PTM)의 한 종류인 오글루넥당화가 도파민 신경세포의 기능과 사멸에 관여할 수 있다는 것이다.

통상 당기와 인산기가 단백질 아미노산 사슬의 같은 위치에 경쟁적으로 붙는다는 점과 오글루넥당화가 뇌에서 가장 활발히 일어난다는 점, 인산화는 정상적인 PTM이지만 최근 과도한 인산화가 신경세포를 사멸시키는 유력한 원인으로 지목된다는 점 등에서 오글루넥당화가 인산화를 억제하고 도파민의 조기 사멸을 막을 수 있다는 판단을 하게 된 것이다.

당화 높였더니 운동 이상 증상 완화

오글루넥당화(O-GlcNAcylation)가 도파민 신경세포의 생존과 기능 및 파킨슨병의 병리에 미치는 영향

연구팀은 이를 동물실험을 통해 입증했다. 파킨슨병 모델쥐에 오글루넥당 분해를 억제하는 약물을 투여했더니, 도파민 신경세포가 일찍 죽는 현상이 억제되고 운동 이상 증상이 크게 완화됐다.

김재익 교수는 "오글루넥당화는 그간 신경세포와 신경계에서 중요한 역할을 할 것이라 추측돼 왔다"며 "이번 연구를 통해 뇌 안의 다양한 종류의 신경세포 중 도파민 신경세포에 작용하는 오글루넥당화의 새로운 역할을 밝혔다"고 설명했다.

그는 "최근 난치 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병, 파킨슨병의 신경세포 조기 사멸의 원인으로 단백질 과인산화가 지목되고 있다"며 "이번 연구는 오글루넥당화로 과인산화를 억제해 근본적인 퇴행성 뇌질환 치료 가능성을 보였다는데 큰 의미가 있다"고 전했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr