송은주 교수 연구팀 알츠하이머 관련 연구 <Nature Communications>에 게재
송은주 ( esong@ewha.ac.kr)
약학과
알츠하이머 발병 원인 단백질 분해 조절 기전 세계 최초 발견
약학대학 송은주 교수 연구팀이 알츠하이머병의 주요 원인으로 알려진 타우 단백질의 새로운 분해 조절 기전을 최초로 밝혀내 알츠하이머병 치료에 희망을 가져다주었다.
송은주 교수팀과 한국생명공학연구원과 한국과학기술연구원의 공동연구로 이뤄진 이번 연구 성과는 세계적인 저널인 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 12.121)> 온라인판에 6월 2일(수) 게재됐다.
알츠하이머병은 이상 단백질이 뇌 속에 쌓이면서 뇌 신경세포가 서서히 죽어가는 퇴행성 뇌질환으로, 현대인의 가장 무서운 질병 ‘치매’를 유발하는 가장 흔한 원인으로 꼽힌다. 알츠하이머병 환자는 몸속의 이상 단백질인 타우 단백질의 과인산화와 응집 현상이 신경 변성을 일으키면서 병이 촉진되는 것으로 알려져 있다. 본교 연구팀은 타우 단백질 분해를 조절하는 기작에 관한 연구를 수행, 단백질 분해 촉진 효소를 신규 발굴함으로써 알츠하이머 치료제 개발에 매우 중요한 실마리를 제공할 것으로 주목을 받고 있다.
연구팀은 인간과 유사한 질병에 걸릴 수 있는 대표적 실험동물인 초파리 모델에서 마이크로리보핵산(miRNA) 스크리닝을 통해 타우 단백질의 과발현을 유도하는 ‘miRNA-9’을 찾아냈고, 이를 타깃으로 단백질 조절에 관여하는 ‘UBE4B’ 유전자를 규명했다. 기존 연구에서는 타우 단백질을 유비퀴틴화(ubiquitination, 76개 아미노산으로 이뤄진 작은 단백질 유비퀴틴이 다른 단백질에 붙는 과정)시키는 유전자로 ‘STUB1’이 널리 알려져 있었으나, 본 연구에서는 STUB1 외에 E3/E4 라이게이즈(ligase)로서 유비퀴틴화를 크게 증가시키는 효소인 UBE4B를 신규로 발굴하는 데 성공한 것이다. 연구팀은 또한 STUB1과 UBE4B가 함께 존재할 때 세포뿐만 아니라 동물모델에서도 타우 응집이 분해되어 감소하는 효과가 나타나며, 이러한 타우 단백질의 분해는 자가포식(autophagy)에 의해 주로 일어남을 밝혔다.
본 연구는 타우 응집의 분해 및 타우 병증에 따른 알츠하이머병 예방 그리고 UBE4B를 이용한 새로운 치료제 개발 가능성을 제시했다는 것에서 매우 의미가 크며 향후 알츠하이머 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.
본 연구는 한국생명공학연구원(공동교신저자 유권)과 한국과학기술연구원(공동교신저자 류훈)의공동연구로 진행되었으며, 한국연구재단의 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.