알츠하이머병도 전염될 수 있을까?

 

지금까지 알츠하이머병은 활동성 병원체에 의한 것이라기보다 비정상적인 단백질이 뇌혈관에 침착돼 발병하는 것으로 알려져 있어 전염 가능성 얘기는 거의 없었다.

 

그러나 연구 결과 치료에 사용됐다 중단된 호르몬 병에서 알츠하이머병과 관련된 단백질 씨앗이 발견됐고, 쥐 실험에서 이 아밀로이드 병리 단백질이 씨앗처럼 퍼질 수 있는 것으로 밝혀졌다.

 

과학저널 ‘네이처’(Nature) 13일자에 실린 이번 연구는 영국 유니버시티 컬리지 런던(UCL) 연구팀이 2015년에 수행한 연구의 후속 연구로 수행됐다.

 

연구팀은 새 연구에서 인간 광우병으로 일컬어지는 크로이츠펠트-야곱병(CJD)이 발병했던 환자에게서 이 아밀로이드 병리 증거를 발견했다. 이 CJD 환자들은 사망한 사람들의 뇌하수체로부터 추출한 인간성장호르몬 치료를 받았었다.

 

아밀로이드 베타 단백질이 생긴 쥐의 뇌세포 모습.   Credit: UCL

 

아밀로이드 베타 단백질이 생긴 쥐의 뇌세포 모습. Credit: UCL

 

수십년 된 호르몬 병 속 아밀로이드 단백질, 질병 유발

 

아밀로이드 병변은 알츠하이머병을 일으키는 것으로 알려진 뇌 단백질이 축적되는 현상이다.

 

이번 새 연구에서는 수십 년 전 사용됐다 중단된 호르몬들의 일부가 실제로 아밀로이드 베타 단백질 씨앗(seed)을 포함하고 있다는 것을 확인했다. 아울러 이 호르몬들을 쥐에게 실험 주입한 결과 아밀로이드 병리를 전염시킨다는 사실을 발견했다.

 

이번 발견은 CJD 환자들이 호르몬 치료를 받으면서 오랫동안 아밀로이드 베타 단백질이 우연히 전파되었다는 연구팀의 가설을 뒷받침한다.

 

논문 제1저자인 존 콜린지(John Collinge) 교수(MRC 프리온 연구단 및 UCL 프리온병 연구소)는 “우리의 초기 연구에서는 어린 아이 때 사체에서 유래한 뇌하수체 성장호르몬(c-hGH) 치료를 받고 수년 뒤 CJD가 발병한 몇몇 사람들도 뇌에 알츠하이머병의 특성을 지닌 비정상적인 단백질 침착이 발견됐다”고 밝혔다.

 

그는 “우리는 1985년 이전에 인체 조직에서 추출한 인간성장호르몬이 CJD를 일으키는 프리온뿐만 아니라 아밀로이드 베타의 씨앗으로 오염됐을 수 있다는 의견을 제시했었다”며, “이번 연구에서 보관된 일부 호르몬들이 실제로 알츠하이머병에서 발견되는 아밀로이드 베타 단백질의 씨앗을 포함하고 있다는 사실을 확인했다”고 말했다.

 

연구에 활용된 실험용 쥐의 뇌 부위. 윗줄은 합성 성장호르몬을 주사한 대조군, 아래 두 줄은 사체의 뇌하수체 유래 인간성장호르몬(c-hGH)을 주사한 군이다. E와 h는 뇌 아밀로이드 혈관병증(CAA), f와 i는 베타-아밀로이드 침착을 나타낸다.  Source: Purro et al, 2018

 

연구에 활용된 실험용 쥐의 뇌 부위. 윗줄은 합성 성장호르몬을 주사한 대조군, 아래 두 줄은 사체의 뇌하수체 유래 인간성장호르몬(c-hGH)을 주사한 군이다. E와 h는 뇌 아밀로이드 혈관병증(CAA), f와 i는 베타-아밀로이드 침착을 나타낸다.

 

 

환자와의 접촉시 전염 증거 없어”

 

그러면 알츠하이머병 환자와 접촉하면 알츠하이머병이 옮길 수 있을까?

 

콜린지 교수에 따르면 이번 연구에서 중요하게 강조할 점은 환자와의 접촉으로 알츠하이머병(혹은 CJD)에 걸린다는 어떤 시사점도 없다는 것이다. 때문에 이번 연구는 이 분야에서 더 많은 연구가 필요하다는 점을 시사한다.

연구팀이 수행한 2015년의 연구 결과는 CJD로 사망한 여덟명의 뇌 해부 조사를 통해 어린시절의 성장호르몬 주사가 성인이 돼 아밀로이드 병리가 나타난 것과 관련이 있음을 보여주었다.

 

2015년 논문에 발표된 여덟 명의 사례는 사체의 뇌하수체 유래 인간성장호르몬으로 치료를 받은 케이스였다. 이 호르몬 요법은 1985년 CJD를 일으키는 비정상 프리온 단백질이 전염될 수 있다는 우려가 일기 시작하기 전까지 다양한 원인의 저신장 치료를 위해 사용됐다.

 

이후 c-hGH의 사용은 중지됐고 CJD를 전염시킬 위험이 없는 합성호르몬으로 대체됐다.

 

8명의 사망자 중 6명은 뇌 조직에서 아밀로이드 병변을 보였고, 이 중 4명은 뇌에서 출혈을일으킬 수도 있는, 뇌혈관에 아밀로이드 베타 단백질이 축적되는 뇌 아밀로이드 혈관병증(CAA)을 가지고 있었다.

 

CAA는 대부분의 알츠하이머병 환자들에게서 어느 정도 증세가 나타난다. 그러나 CJD 환자들은 사망할 당시 어느 누구도 전반적인 알츠하이머병 증상이 나타나지는 않았다.

 

성장호르몬 때문에 CJD에 걸린 46세된 환자의 뇌 MRI 사진. CJD를 일으킬 수 있는 결함 있는 단백질은 오염된 인체 뇌 관련 제품과 각막 이식편, 뇌경막 이식편, 전극 임플란트와 인간성장호르몬 등에 의해 전파될 수 있다.  Credit:Wikimedia  Commons/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4620512/figure/awv235-F2/

 

성장호르몬 때문에 CJD에 걸린 46세된 환자의 뇌 MRI 사진. CJD를 일으킬 수 있는 결함 있는 단백질은 오염된

인체 뇌 관련 제품과 각막 이식편, 뇌경막 이식편, 전극 임플란트와 인간성장호르몬 등에 의해 전파될 수 있다.

 

 

쥐 실험 결과 1년 뒤 알츠하이머 혈관병증 발생

 

이번 연구에서 연구팀은 환자들이 치료받았던 c-hGH를 추적해 이 호르몬들을 분석했다. 그런 다음 몇몇 샘플들이 실제로 CAA와 알츠하이머병을 일으킬 수 있는 상당한 양의 아밀로이드 베타 단백질과, 알츠하이머병의 한 원인으로 알려진 타우(tau) 단백질이 포함돼 있다는 사실을 발견했다.

 

알츠하이머병을 진단하기 위해서는 비정상적인 단백질인 아밀로이드 베타와 타우 단백질을 검출해 내야 한다.

연구팀은 실험을 위해 호르몬 병에 있는 샘플을 실험실 쥐에 주입했다. 쥐가 유전적으로 변이를 일으켜 아밀로이드 베타 단백질이 생성돼 병의 씨앗이 뿌려질 수 있는지를 테스트하기 위해서였다(이 실험에서 쥐들은 타우 단백질을 만들지는 않았다).

 

오염된 성장호르몬 샘플을 접종한 쥐들은 뇌에서 아밀로이드 병리가 나타날 가능성을 명확하게 보여주었다. 그리고 1년이 채 안돼 뇌 아밀로이드 혈관병증(CAA)이 나타났다.

 

이는 이 연구의 다른 실험에서 전형적인 알츠하이머환자의 조직을 주입한 쥐에게서 나타난 증상과 똑같았다.

실험 대조군으로 합성성장호르몬 혹은 정상 뇌 조직을 주사한 쥐들에게서는 이런 패턴이 나타나지 않았다.

 

대뇌피질(왼쪽 위)과 뇌혈관(오른쪽_의 노인반에 있는 아밀로이드 베타(갈색)를 면역염색법으로 나타낸 현미경 사진.   Credit: Wikimedia Commons / Nephron

 

대뇌피질(왼쪽 위)과 뇌혈관(오른쪽_의 노인반에 있는 아밀로이드 베타(갈색)를 면역염색법으로 나타낸 현미경 사진.

 

 

오염물질 통해 사람에게 전파될 수도”

 

이번 연구 결과는 문제의 c-hGH가 수십 년 간 보관된 뒤에도 쥐에게 아밀로이드 병변을 일으킬 수 있는 아밀로이드 베타 단백질이 포함돼 있다는 사실을 보여주었다.

 

콜린지 교수는 “실험 결과 아밀로이드 베타 단백질이 오염된 물질로부터 사람에게 옮겨질 수 있다는 가설을 뒷받침하는 증거가 나왔다”고 말했다.

 

그는 “의학적 또는 수술 과정을 통해 알츠하이머병 자체가 옮겨가 발병할 수 있는지, 혹은 이런 방법으로 얼마나 흔하게 아밀로이드 병인이 생길 수 있는지는 아직 확인할 수 없다”고 덧붙였다.

 

그는 또 “뇌수술에 사용된 도구들과, 다른 연구 결과들 및 우발적인 CJD 전파에 대해 이미 알고 있는 것들을 포함해 오늘날까지 행해지고 있는 다른 의학적 절차로 인한 아밀로이드  전파 위험을 검토하는 것이 중요하다”고 강조했다.

 

이번 연구를 지원한 영국 의학연구위원회(MRC) 과학 최고책임자(CSO)인 롭 버클(Rob Buckle) 박사는 “이번 연구는 알츠하이머병에서 아밀로이드 단백질의 기저를 이루는 분자 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공한다”고 평가하고, “이번 실험들에서는 쥐에게서 알츠하이머병이 쉽게 걸리는 것으로 나타났으나 현재로서는 알츠하이머병이 사람들 사이에 전파될 수 있다는 어떤 증거도 없다”고 강조했다.

 

김병희 객원기자 hanbit7@gmail.com
저작권자 2018.12.17 ⓒ ScienceTimes
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선천성 실명인 동물의 망막에 있는 지지 세포를 광수용체로 바꿔 시각회로를 회복시키는데 성공했다.

 

미국 국립보건원(NIH) 산하 국립안연구소(National Eye Institute; NEI)의 연구 지원을 받은 마운트 사이나이의대 연구진은 날 때부터 실명인 쥐의 망막 안 ‘뮐러 신경교 세포(Müller glia)’를 유전자를 이용해 막대 광수용체(간상체)로 분화시켜 아무런 망막 손상 없이 시각 회로를 생성시켰다고 과학저널 ‘네이처’(Nature) 15일자 온라인판에 발표했다.

 

이에 따라 앞으로 노화 관련 황반변성과 색소성 망막염 같은 실명 위험이 높은 질병에 대한 재생의학적 치료가 새로운 진전을 이룰 것으로 기대되고 있다.

연구를 주도한 보 첸(Bo Chen) 마운트 사이나이의대 안과 부교수 겸 시각 줄기세포 프로그램 책임자는 “이번 연구는 약이나 침습적인 과정이 아닌 자기 교정(self-repair)을 필요로 하는 환자들에게 가능성 있는 치료법을 제시하기 위한 첫 단계”라고 말했다.

 

광수용체 처음 재프로그래밍에 성공

 

NEI의 망막 신경과학 프로그램 책임자인 토머스 그린웰(Thomas N. Greenwell) 박사는 이 연구에 대해 “포유동물에서 뮐러 신경교 세포를 기능성 막대 광수용체로 재프로그래밍한 최초의 연구보고”라고 밝혔다.

그는 “막대 모양의 망막 간상체(rods)는 낮은 조명 아래서도 볼 수 있게 하는 역할을 하지만, 원색을 선명하게 보는데 중요한 원뿔 광수용체의 보존에도 도움을 준다”며, “눈의 망막 중심부에 있는 원뿔체(추상체)는 질병 말기에 사멸하는 경향이 있어 만약 망막 간상체가 눈 안에서 재생될 수 있다면 광수용체에 문제를 일으키는 질병을 치료할 수 있는 새로운 전략이 될 것”이라고 설명했다.



출처: http://knufric.tistory.com/entry/사이언스-타임즈-선천성-실명-시각회로-회복-성공-망막과-뇌로-통합되는-광수용체-생성-확인?category=514491 [생명공학분야 외국학술지지원센터]

선천성 실명인 동물의 망막에 있는 지지 세포를 광수용체로 바꿔 시각회로를 회복시키는데 성공했다.

 

미국 국립보건원(NIH) 산하 국립안연구소(National Eye Institute; NEI)의 연구 지원을 받은 마운트 사이나이의대 연구진은 날 때부터 실명인 쥐의 망막 안 ‘뮐러 신경교 세포(Müller glia)’를 유전자를 이용해 막대 광수용체(간상체)로 분화시켜 아무런 망막 손상 없이 시각 회로를 생성시켰다고 과학저널 ‘네이처’(Nature) 15일자 온라인판에 발표했다.

 

이에 따라 앞으로 노화 관련 황반변성과 색소성 망막염 같은 실명 위험이 높은 질병에 대한 재생의학적 치료가 새로운 진전을 이룰 것으로 기대되고 있다.

연구를 주도한 보 첸(Bo Chen) 마운트 사이나이의대 안과 부교수 겸 시각 줄기세포 프로그램 책임자는 “이번 연구는 약이나 침습적인 과정이 아닌 자기 교정(self-repair)을 필요로 하는 환자들에게 가능성 있는 치료법을 제시하기 위한 첫 단계”라고 말했다.

 

광수용체 처음 재프로그래밍에 성공

 

NEI의 망막 신경과학 프로그램 책임자인 토머스 그린웰(Thomas N. Greenwell) 박사는 이 연구에 대해 “포유동물에서 뮐러 신경교 세포를 기능성 막대 광수용체로 재프로그래밍한 최초의 연구보고”라고 밝혔다.

그는 “막대 모양의 망막 간상체(rods)는 낮은 조명 아래서도 볼 수 있게 하는 역할을 하지만, 원색을 선명하게 보는데 중요한 원뿔 광수용체의 보존에도 도움을 준다”며, “눈의 망막 중심부에 있는 원뿔체(추상체)는 질병 말기에 사멸하는 경향이 있어 만약 망막 간상체가 눈 안에서 재생될 수 있다면 광수용체에 문제를 일으키는 질병을 치료할 수 있는 새로운 전략이 될 것”이라고 설명했다.



출처: http://knufric.tistory.com/entry/사이언스-타임즈-선천성-실명-시각회로-회복-성공-망막과-뇌로-통합되는-광수용체-생성-확인?category=514491 [생명공학분야 외국학술지지원센터]

 

알츠하이머병이 본격 발병하기 전에 나타나는 경도 인지장애를 쉽게 진단할 수 있는 방법이 개발됐다.

 

통상 알츠하이머 치매가 나타나기 전에 환자들은 기억력이 흐려지는 경도 인지장애(mild cognitive impairment; MCI) 증상을 보인다. 경도 인지장애는 정상적인 노화, 즉 건망증과 치매의 중간단계 정도 된다.

 

건망증이 단순히 어떤 일을 잊어버리는 것이라면 경도 인지장애는 그보다 심해서 잊어버린 일이 발생한 상황 자체를 기억하지 못할 수 있다. 치매는 이런 기억력 저하에 덧붙여 심리와 행동, 인격에까지 변화가 일어나는

심각한 병이다.

 

경도 인지장애는 알츠하이머병으로 진행할 수 있는 고위험군으로, 알츠하이머병을 조기에 발견해 치료를 극대화할 수 있는 단계로 알려져 있다.

 

의학자들은 이 경도 인지장애를 정확하게 확인하는 방법을 찾아내기 위해 수년 동안 노력해 왔으나 별 성과가 없었다.

 

그런데 최근 미국 마이애미의대 인지 신경과학 및 노화센터(CNSA) 데이비드 로웬스타인(David Loewenstein) 교수팀이 경도 인지장애를 진단할 수 있는 새로운 방법을 고안했다.

 

이 연구는 ‘신경학’(Neurology) 저널 9월호에 발표됐다.

 

뇌 스캔은 아밀로이드-베타 단백질 축적량을 조사하는 한 가지 방법으로, 경도 인지장애의 징후를 알 수 있다.  CREDIT: The University of Miami Miller School of Medicine

 

뇌 스캔은 아밀로이드-베타 단백질 축적량을 조사하는 한 가지 방법으로, 경도 인지장애의 징후를 알 수 있다. CREDIT: The University of Miami Miller School of Medicine

 

 

단어 기억 검사(LASSI-L) 발병 위험 예측

 

로웬스타인 교수는 논문 공저자인 로이즈 큐리엘(Rosie E. Curiel) 신경정신과 조교수팀과 함께 ‘건망증을 보이는 경도 인지장애(aMCI)’ 환자 88명을 대상으로 연구를 실시했다.

 

연구팀은 병력과 아밀로이드 양성 스캔 결과를 검토해 이 가운데 34명이 겉으로 드러나지는 않지만 기저의 전구 알츠하이머병(AD) 증상을 가지고 있다는 사실을 식별해 냈다. 아밀로이드-베타는 알츠하이머병 발병과 관련이 있는 뇌의 비정상적인 단백질이다.

 

아밀로이드-베타 검사에서 음성을 나타낸 54명의 ‘건망증을 보이는 경도 인지장애’ 참가자 중 29명은 알츠하이머병을 암시하는 임상과정 중에 있긴 하나 알츠하이머 병리요인이 없는 ‘SNAP(suspected non-AD pathology)’으로 분류됐다.

 

나머지 25명의 아밀로이드 음성 환자는 우울증과 불안 혹은 뇌경색이나 확산성 루이체 치매,  비알츠하이머 신경장애 같은 다른 신경정신질환을 가지고 있었다.

 

연구팀은 LASSI-L 측정(Loewenstein-Acevedo Scales for Semantic Interference and Learning)을 사용해 알츠하이머병이 발병할 위험이 가장 큰 사람들을 예측했다.

 

그 결과 LASSI-L를 통해 예측된 발병 위험 환자에게는 ‘뇌에 비정상적인 아밀로이드 단백질이 축적된 환자를 영상으로 진단한 결과’와 일치하는 특정 기억상실이 발견됐다.

 

사전행동적 의미 간섭 알츠하이머병

 

LASSI-L는 마이애미 대학에서 개발한 새로운 ‘인지 스트레스 검사’방법이다.

 

연구팀은 환자들에게 15개 단어를 읽도록 했다. 이 구절들은 각각 5개의 단어로 구성돼 있고, 과일과 악기 및 의류 세 가지 범주에서 뽑은 것이다.

 

대뇌 피질에 있는 노인성 반점으로 뇌혈관에 아밀로이드가 침착된 현미경 사진.  CREDIT: Wikimedia Commons / Nephron

 

대뇌 피질에 있는 노인성 반점으로 뇌혈관에 아밀로이드가 침착된 현미경 사진. CREDIT: Wikimedia Commons / Nephron

 

연구팀은 검사 참가자들에게 단어 목록을 반복해서 학습하도록 한 다음 범주로 기억에 대한 단서를 제공했다.

두 번째는 참가자들의 기억을 강화하기 위해 학습과제와 단서 기억을 반복하도록 했다.

 

그 다음으로 연구팀은 세 개의 범주에 있는 15개의 다른 단어 목록을 제시했다. 환자들에게 이 새 단어들을 기억해 내도록 하고 이를 ‘사전행동적 의미 간섭’[proactive semantic interference (PSI)] 척도로 측정했다.

 

사전행동적 의미 간섭(PSI)은 이전의 학습에 기초해서 새로운 학습이 간섭을 받을 때 발생하며 알츠하이머병 발병과 관련이 있다.

 

연구팀은 또 두 번째 단어 목록을 두 번째로 제시하고 단서 기억을 반복하도록 했다.

LASSI-L 측정의 한 구성요소인 이 방법은 피검사자가 사전행동적 의미 간섭으로부터 얼마나 잘 회복하는지를 측정한다.

 

PSI(frPSI)로부터의 회복 실패는 알츠하이머병 발병 위험의 두 번째 지표가 된다.

 

전산화 위한 연구 진행

 

이번 논문에 기술된 주요 발견은 ‘영상 진단에서 아밀로이드- 베타 양성으로 밝혀진 환자들은 SNAP이나 다른 비알츠하이머 환자들에 비해 의미 침범 오류, 특히 PSI와 frPSI 측정 점수가 현저하게 높게 나온다’는 점이다.

 

알츠하이머병 위험을 식별해 내기 위한 전통적인 인지 측정법은 PSI나 frPSI가 포함되지 않는다.

 

따라서 LASSI-L 측정은 미심쩍은 SNAP 환자들로부터 실제 알츠하이머병 환자를 성공적으로 구별해 낼 수 있는 특정 비침습적 검사로서의 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.

 

로웬스타인 교수는 “LASSI-L 측정 결과와 아밀로이드 양성과의 높은 연관성은 알츠하이머병 치료 전의 임상 평가와, 치료 및 예방약 임상시험을 위한 적절한 대상을 확보하는데 유용하다”며 “위험군을 선별하는 데도 효과적이고 저렴한 방법”이라고 말했다.

 

연구는 아직 진행 중이다. 큐리엘 교수는 LASSI-L과 다른 새로운 인지 측정법을 전산화하기 위해 미국 연방정부 보조금을 새로 받았다.

 

또 자기공명영상(MRI), 기능성 자기공명영상(fMRI), 양전자 단층촬영(PET)을 비롯해 뇌의 병리현상을 평가할 수 있는 새로운 약물 같은 뇌 생체표지자를 LASSI-L 검사와 비교하는 연구도 진행하고 있다.

 

로웬스타인 교수는 “뇌에서 가장 초기의 알츠하이머병 변성을 진단할 수 있는 효과적인 방법을 개발하는 일은 이 병을 더 일찍 치료하는 한편 신경병리학적 이해를 높이는 데 필수적”이라고 말했다.

 

로웬스타인 교수는 또 “국내외 파트너가 조사와 임상 적용을 위해 이 인지 스트레스 검사를 발전시키는 것을 돕고 있다”며 “우리 센터의 목표는 이러한 노력의 최전선에 서는 것”이라고 밝혔다.

 

 

김병희 객원기자 hanbit7@gmail.com

저작권자 2018.09.05 ⓒ ScienceTimes

 

 

 

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