독성 타우 단백질 뭉침 막는다…세포 자정 시스템 역이용

미국 연구진이 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환의 주범인 '타우'(tau) 단백질의 독성 응집을 막는 새로운 기전을 발견하고, 이를 활용한 치료 전략을 제시했다.

29일(현지시간) 하워드 휴즈 의학 연구소(HHMI)에 따르면, 로이 파커 HHMI 연구원이 이끄는 콜로라도 대학 연구팀은 타우 단백질이 'SRRM2'라는 다른 단백질과 상호작용하며 독성 덩어리를 형성하는 과정을 규명했다.

연구팀은 고해상도 현미경을 통해 변형된 타우 단백질 '씨앗'이 세포 내로 침투하는 과정을 실시간으로 관찰했다. 이 씨앗은 RNA 결합 단백질 복합체에 합류했는데, 특히 RNA 처리에 중요한 역할을 하는 SRRM2 단백질과 결합하는 것으로 나타났다. 이후 정상 타우 단백질까지 끌어들여 더 큰 독성 응집체를 형성하며 세포 손상을 가속화했다.

연구팀은 사후 알츠하이머 환자의 뇌 조직에서도 타우 응집체와 SRRM2가 함께 존재하는 것을 확인했다. 이는 해당 기전이 실제 인체 내 질병 진행 과정에 기여할 수 있음을 시사한다.

연구팀은 이 발견을 역으로 활용하는 치료 전략을 고안했다. SRRM2 단백질의 특정 아미노산 서열인 '폴리세린'(polyserine)이 타우 응집체와 강하게 결합하는 특성을 이용한 것이다. 연구팀은 폴리세린을 '주소 태그'처럼 사용해 단백질 품질 관리에 관여하는 'FAF2' 단백질을 타우 응집체로 직접 유도했다.

실험 결과, FAF2 단백질은 타우 응집체에 직접 전달돼 독성 성장을 억제하고 신경세포를 보호했다. 해당 치료 전략을 적용한 생쥐 모델에서는 뇌 기능 개선 효과까지 확인됐다. 이는 세포 자체의 시스템을 재조정해 질병을 치료하는 새로운 접근법이다.

파커 연구원은 "궁극적인 목표는 사람을 위한 신경퇴행성 질환 치료법을 개발하는 것"이라며 "FAF2 단백질을 타우 응집체에 직접 연결하는 약물이 하나의 아이디어가 될 수 있다"고 밝혔다. 그는 이어 "심장병에 스타틴을 복용하는 것처럼, 신경퇴행성 질환을 위한 스타틴 같은 약이 있다면 어떨지 상상해본다"고 덧붙였다.