[mdtoday = 조민규 의학전문기자] 파킨슨병의 뇌 손상을 가속화하는 핵심 역할을 하는 효소를 다룬 연구 결과가 나왔다.

뇌세포의 지방 생성 효소가 파킨슨병의 뇌 손상을 가속화하는 핵심 역할을 한다는 사실이 규명되며 새로운 치료 표적으로 떠올랐다는 연구 결과가 국제학술지 '네이처(Nature Communications)'에 실렸다.

싱가포르 난양공과대학교 리콩치안 의과대학 연구진은 글리세롤-3-인산 아실트랜스퍼라제(GPAT)라는 효소가 뇌세포의 지방 처리 방식을 변화시켜 파킨슨병 환자의 뇌에 축적되는 단백질인 알파-시누클레인의 독성을 증폭시킨다는 사실을 발견했다.

연구진은 실험실 환경에서 배양한 쥐의 뇌세포와 초파리 모델을 통해 GPAT 효소의 활성을 줄였을 때 뇌세포 손상이 의미 있게 감소하는 것을 확인했다.

뇌세포 내에서 미토콘드리아는 세포가 생존하고 기능하도록 에너지를 공급하는 발전소 역할을 한다.

연구 결과에 따르면 GPAT는 이러한 미토콘드리아의 기능을 손상시켜 에너지 생성 능력을 떨어뜨리는 동시에 알파-시누클레인의 독성을 높이는 것으로 나타났다. 즉, 두 가지 경로를 통해 뇌세포에 치명적인 이중 타격을 가하는 셈이다.

연구를 주도한 임카렁 교수는 자동차 엔진 시스템을 이해해야 고장난 차를 고칠 수 있듯, 알파-시누클레인이 뇌의 세포 에너지 공장을 어떻게 파괴하는지 파악함으로써 파킨슨병 치료의 실마리를 얻게 됐다고 설명했다.

연구진은 파킨슨병의 생물학적 기전을 살피기 위해 인간의 알파-시누클레인을 과다 생성하도록 유전자가 조작된 초파리 모델을 활용했다.

대규모 유전자 스크리닝을 진행한 결과, GPAT 효소를 암호화하고 세포 내 지방 대사를 조절하는 mino 유전자가 질환 증상에 강력한 영향을 미친다는 점이 확인됐다. 이 유전자의 활성을 낮추자 초파리의 뇌세포 손실이 줄고 움직임이 개선된 반면, 활성을 높이자 증상은 더욱 악화됐다.

이에 연구진은 기존에 비만 및 대사 질환 연구에 쓰이던 GPAT 억제 화합물인 FSG67을 초파리와 쥐의 뇌세포에 투여했고, 단백질 응집과 지방 손상 등 알파-시누클레인의 유해한 영향이 눈에 띄게 줄어드는 보호 효과를 관찰했다.

한편, 파킨슨병은 전 세계적으로 1100만명 이상이 앓고 있는 두 번째로 흔한 퇴행성 뇌질환이지만, 분자 단위의 발병 기전에 대한 이해가 부족해 아직까지 질병을 근본적으로 치료할 방법이 없는 실정이다.

싱가포르 국립신경과학연구소의 탄엥킹 교수는 이번 연구가 대사 조절 장애와 뇌 기능 장애 사이의 상호작용에 대한 새로운 통찰을 제공하며, 대사 경로를 표적으로 삼는 것이 뇌 질환의 유효한 치료 전략이 될 수 있음을 시사한다고 평가했다.

연구진은 향후 GPAT 억제제를 파킨슨병 치료를 위한 새로운 계열의 약물로 개발할 수 있도록 검증 및 후속 연구를 이어갈 계획이다.