미토콘드리아 칼슘 증가현상 규명
알츠하이머ㆍ파킨슨병 등과 같은 신경성퇴행성질환의 공통적으로 나타나는 발병원인이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.한국생명공학연구원 위해요소감지 BNT연구단 이규선ㆍ이성수 박사와 스탠포드 의과대학과 공동연구를 통해 미토콘드리아의 과도한 칼슘 증가 현상이 신경성퇴행성질환을 유발하는 공통된 요인으로 작용한다는 사실을 규명했다고 16일 밝혔다.
세포내 대표적 세포소기관인 미토콘드리아는 영양분으로 흡수된 포도당으로부터 세포의 주요에너지원인 아데노신삼인산(ATP)를 생성하며, 칼슘을 흡수해 세포 에너지 대사 활성 및 세포사멸을 조절하는 역할을 수행한다.
연구팀은 파킨슨 병 및 알츠하이머병의 초파리 동물모델에서 소포체와 미토콘드리아의 접촉면이 증가, 이로 인해 미토콘드리아내로 과도한 칼슘이 흡수돼 신경세포 사멸이 유도된다는 것을 확인했다. 이때 미토콘드리아에서 세포내 이동을 조절하는 미로(Miro) 단백질과 다양한 칼슘이동채널 단백질이 관여하는 것을 밝혀냈다.
연구팀은 실험을 통해 파킨슨병의 원인유전자인 돌연변이 초파리에서 미토콘드리아 칼슘의 증가로 인해 뇌에서 도파민 신경세포의 숫자가 현저하게 감소됨을 확인했고, 미토콘드리아 칼슘채널을 억제하는 화합물을 처리할 때 신경세포사멸이 지연되는 것을 확인했다.
또한 알츠하이머병 초파리 모델에서도 과도한 미토콘드리아 칼슘흡수를 억제할 때 표현형이 회복되고 미토콘드리아와 소포체간의 접촉면을 증가와 과도한 미토콘드리아 칼슘 흡수를 억제할 경우, 알츠하이머와 파킨슨병에서 나타나는 신경세포기능 이상을 회복시킬 수 있는 것을 확인했다.
이규선 박사는 “이번 연구 성과는 신경퇴행성질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 미토콘드리아의 칼슘 항상성을 조절하는 것이 중요하다는 사실을 밝힌 것”이라며 “신경퇴행성질환의 치료제뿐만 아니라 암, 염증 질환, 대사질환 및 노인성 관련 질환 등의 치료제 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
구본혁 기자/nbgkoo@heraldcorp.com
