MIT 연구진 "알츠하이머 유전자 보유자, 콜린 충분히 섭취해야"

APOE 4 변이형 뇌세포 손상 경로, 콜린 억제 효과 확인

달걀·육류·생선·콩 등 풍부…'사이언스 중개 의학' 논문

  노인성 치매를 일으키는 알츠하이머병의 최대 위험 요인은 APOE 4 유전자다.

알츠하이머병 환자의 약 절반이 이 변이 유전자를 갖고 있다.

APOE 4 유전자가 뇌세포의 지질 대사 및 스트레스 반응 능력을 손상하는 분자 경로가 처음 밝혀졌다

과학자들은 인간의 뇌세포와 효모균 실험을 통해, 비타민 B 복합체인 콜린(choline)을 충분히 섭취하면 이런 손상 결과를 상당히 많이 반전할 수 있다는 것도 확인했다.

자연 상태의 콜린은 달걀, 육류, 생선, 콩, 견과류 등에 많이 들어 있다.

최소 권장 섭취량은 하루에 남성 550㎎, 여성 450㎎이지만, 대부분 이 기준에 미달하는 게 현실이다.

이 연구는 미국 MIT(매사추세츠공대)의 피카우어 학습 기억 연구소 과학자들이 수행했고, 관련 논문은 3일(현지 시각) 저널 '사이언스 중개 의학'(Science Translational Medicine)에 실렸다.

인간의 APOE(아포지질단백질 E) 유전자엔 APOE 2·3·4 등 3종이 있는데 APOE 4만 알츠하이머병 위험이 커지는 것과 연관성을 보인다. APOE 4 보유자는 전체 인구의 약 14%로 추정된다.

APOE 2는 오히려 알츠하이머병에 대해 방어적이며, 가장 흔한 APOE 3는 중립적인 것으로 알려져 있다.

APOE는 지질 대사에 관여하지만, 알츠하이머병이 생기는 과정에 어떤 역할을 하는지는 지금까지 밝혀지지 않았다.

MIT 연구팀은 APOE 3 또는 APOE 4 유전자를 가진 인간의 유도만능줄기세포(IPSC)를 만들어 성상교세포로 분화하게 유도했다. 뇌에 발현하는 APOE는 대부분 성상교세포가 만든다.

그런데 APOE 4를 가진 성상교세포는 지질 대사 과정에서 APOE 3 세포와 전혀 다른 변화를 일으켰다.

많은 양의 중성지질과 콜레스테롤이 축적됐고, 트라이글리세라이드(triglycerides)가 함유된 지질 방울도 많이 생겼다.

콜레스테롤과 트라이글리세라이드는 동맥경화를 일으키는 대표적인 혈중 성분이다.

APOE 4 성상교세포가 일으키는 이런 변화는 뇌세포 내부의 정상적인 지질 균형을 완전히 무너뜨렸다.

이런 APOE 4 의존 지질 교란은 뇌의 다른 주요 세포인 소교세포에서도 관찰됐다.

뇌세포의 '지질 항상성'(lipid homeostasis)이 무너지면 세포 내 교환, 세포 내 소포성 교환(vesicular trafficking), 세포 이물 흡수(endocytosis) 등에 악영향을 미쳐 세포의 많은 핵심 기능이 훼손된다고 연구팀은 설명한다.

지질 균형은 뇌세포의 스트레스 흡수 능력을 유지하는 데도 필수적이다.

공동 제1 저자인 줄리아 매브 보너 박사후연구원은 "지질 균형이 깨진 뇌세포는 이미 지질 조절 장애가 심화한 상태이기 때문에 스트레스 흡수 능력도 떨어졌다고 봐야 한다"라고 지적했다.

인간의 APOE 4를 발현하게 조작된 효모균의 유전자 검사에서, 인지질(세포막의 핵심 성분)생성 분자 경로를 활성화하면 APOE 4 보유 세포의 결함이 일부 되돌려진다는 게 확인됐다.

이는 APOE 4가 인지질 합성을 자극한다는 걸 시사한다.

이와 관련해 연구팀은, 영양이 풍부한 배양액(growth medium)에 APOE 4 효모균을 넣으면 생존율이 높아지는 것에 주목했다.

세포가 인지질을 만들 때 쓰는 콜린이 바로 이런 작용을 했다. 아세틸콜린에도 들어 있는 강한 염기성의 콜린은 신경의 흥분 전달에 관여한다.

실제로 인간의 APOE 4를 가진 성상교세포에 콜린을 적용해 인지질 합성을 촉진하면 콜레스테롤 및 지질 방울 축적 등이 많이 줄어들었다.

논문의 공동 수석저자를 맡은 피카우어 연구소의 차이 리-후에이(Li-Huei Tsai) 소장은 "APOE 2나 APOE 3 보유자라면 콜린 섭취가 부족해도 별문제가 없을 것"이라면서 "하지만 APOE 4 보유자는 콜린을 충분히 섭취하지 않을 경우 몹시 나쁜 결과가 생길 수 있다"라고 경고했다.

연구팀은 인간의 APOE 4 유전자를 발현하게 조작한 알츠하이머병 생쥐 모델에 콜린의 증상 개선 효과를 시험할 계획이다.

물론 최종 목표는 인간 임상 시험을 거쳐 콜린 기반의 알츠하이머병 치료제를 개발하는 것이다.

 사람도 못 맞는데…美동물원, 유인원에 코로나19 백신 접종

세계 첫 고릴라 감염 샌디에이고 동물원, 오랑우탄 등에 접종

[에스콘디도=AP/뉴시스]10일(현지시간) 미 캘리포니아주 에스콘디도의 샌디에이고 동물원 사파리 공원에서 고릴라들이 햇볕을 쬐고 있다. 이 동물원의 고릴라 8마리가 코로나19 양성 반응을 보여 미국은 물론 전 세계 영장류 가운데 코로나19에 감염된 첫 사례로 여겨지고 있다. 앞서 동물원 야생동물 관리 직원이 코로나19 양성 반응을 보였으나 당시 아무 증상이 없었고 고릴라 주변에서 항상 마스크를 착용했던 것으로 나타났다. 2021.01.12.

코로나19 대유행 속에 아직 백신을 맞지 못한 사람들이 대부분인 가운데 미국 샌디에이고의 동물원은 몇몇 유인원들을 대상으로 실험용 코로나19 백신을 접종했다고 BBC가 5일 보도했다. 이 동물원은 지난 1월 고릴라 8마리가 코로나19에 감염돼 세계 최초로 유인원의 코로나19 감염이 발생한 곳이다.

이곳의 오랑우탄 4마리와 보노보 5마리가 동물의약품 제조회사 조에티스가 개발한 백신을 2차례씩 접종받았다.

환경보호론자들은 코로나19가 유인원들에 대해서도 위협이 될 수 있다고 우려하고 있다. 특히 세계자연보전연맹(IUCN)이 멸종위기 등급으로 규정한 고릴라의 위험에 대해 걱정하고 있다.

샌디에이고동물원야생동물연합(San Diego Zoo Wildlife Alliance)의 나딘 램버스키는 "이는 일반적인 것은 아니다"라고 말했다. 램버스키는 "이처럼 빨리 실험용 백신이 개발되는 것을 본 적이 없고 백신에 대한 필요도 그리 압도적이지 않았다"라고 덧붙였다.

1994년 고릴라로는 세계 최초로 심장절개 수술을 받았던 오랑우탄 카렌도 백신을 접종받았다.

램버스키는 백신을 맞은 유인원들은 어떤 부작용도 나타내지 않았지만 접종이 성공적인지 여부는 항체 검사를 거쳐야 판명될 것이라고 말했다.

뉴욕 브롱크스 동물원의 사자와 호랑이, 스페인 바르셀로나 동물원의 사자 등에서도 코로나19 감염 사례가 발견됐었다.

코로나19는 드물긴 하지만 개와 고양이에서 족제비와 밍크에 이르기까지 전 세계의 다양한 동물에게서 확인됐다.

조에티스는 지난해 2월 홍콩에서 개 한 마리가 코로나19 양성 반응을 보이자 고양이와 개를 위한 코로나19 백신 개발에 착수했다. 이 백신은 지난해 10월까지 고양이와 개에 대해 안전하고 효과적임이 입증됐다. 그러나 개와 고양이 외에 다른 동물에게는 실험되지 않았다.

램버스키는 그러나 유인원들에게 백신을 접종하는 것은 위험을 감수할 만한 가치가 있다고 말했다.