미세아교세포, ALS서 살아있는 신경세포 잡아먹는다

뇌와 척수의 면역세포인 미세아교세포가 근위축성측삭경화증(ALS)에서 살아있는 운동신경세포를 잡아먹어 질병 진행과 사망에 기여한다는 연구 결과가 나왔다.

21일(현지시간) 미국 솔크생물학연구소에 따르면 그레그 렘케 박사 연구팀은 미세아교세포가 TAM 수용체를 이용해 ALS 생쥐 모델의 척수에서 운동신경세포를 찾아 제거한다는 사실을 발견했다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 지난 15일 게재됐다.

ALS는 뇌에서 근육으로 정보를 전달하는 운동신경세포가 점차 사라지는 퇴행성 신경질환이다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 현재 미국인 약 3만5000명이 앓고 있으며 매년 5000명이 새로 진단받는다.

연구팀은 ALS의 대표적 생쥐 모델인 SOD1 생쥐를 분석했다. 그 결과 척수에서 다수의 운동신경세포가 잡아먹힌 흔적이 확인됐고, TAM 단백질 중 Axl과 Mer의 수치가 특히 높게 나타났다.

죽어가는 세포는 표면에 '나를 먹으라'는 신호인 포스파티딜세린을 내보낸다. 연구팀은 살아있어야 할 운동신경세포에서 이 신호가 비정상적으로 표출되고, TAM 시스템이 이를 인식해 미세아교세포를 살아있는 신경세포로 유도한다는 점을 확인했다.

렘케 박사는 "죽어가는 세포가 표면에 '나를 먹으라'는 신호를 내보내면 TAM 시스템이 이를 인식한다"며 "미세아교세포가 ALS에서 이 시스템을 악용해 살아있는 신경세포를 죽이는지 궁금했다"고 설명했다.

연구팀이 Axl과 Mer를 제거하자 생쥐는 더 빨리 병들었지만 더 오래 살았다. 제1저자 유통 황 박사는 "Axl과 Mer가 없는 생쥐와 있는 생쥐의 운동신경세포 수를 비교한 결과, TAM 단백질을 잃으면 근육 조절 능력이 보존된다는 사실을 발견했다"고 말했다.

TAM 시스템이 비활성화되자 미세아교세포가 잡아먹은 신경세포의 축적도 현저히 줄었다. 렘케 박사는 "미세아교세포가 죽지 않은 세포를 먹기 위해 TAM 시스템을 사용하고 있다는 것이 핵심"이라며 "TAM 시스템이 살아있는 세포를 표적으로 삼는다는 사실이 밝혀진 것은 이번이 처음"이라고 강조했다.

연구팀은 다만 TAM 시스템을 제거하는 치료법 설계에는 신중해야 한다고 밝혔다. 황 박사는 "TAM 시스템을 제거하는 치료법을 설계할 수 있다는 시사점이 있지만 변수가 너무 많아 최선의 선택으로 보지 않는다"며 "TAM 시스템을 표적으로 하는 치료법은 ALS나 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 신경질환의 근본 메커니즘도 함께 겨냥해야 효과적"이라고 설명했다.

이번 발견은 면역학 분야에도 새로운 가능성을 열었다. 연구 과정에서 일본과 한국 연구진은 TAM 단백질을 활성화해 원하는 살아있는 세포를 표시하고 미세아교세포가 이를 삼키게 하는 방법을 찾아냈다.

황 박사는 "교토의 준 스즈키 연구팀은 TAM 기반 단백질로 루푸스 생쥐의 살아있는 B세포를 잡아먹게 해 자가면역을 완화했고, 흑색종 생쥐에서는 살아있는 암세포를 잡아먹게 해 종양 성장을 줄였다"고 전했다.

렘케 박사는 "전체 세포를 면역치료제로 조작하는 복잡하고 침습적인 과정 대신 원하는 세포를 표적으로 삼는 TAM 기반 단백질을 설계할 수 있다"며 "이 발견이 면역치료 기회를 어떻게 바꿀지 기대된다"고 말했다.