단백질 응집(베타아밀로이드, 타우)과 치매

단백질 응집(베타아밀로이드, 타우)과 치매의 관계

 

 

단백질 응집(베타아밀로이드, 타우)과 치매

치매는 기억력 저하, 인지 기능 장애, 행동 및 성격 변화를 특징으로 하는 질환입니다. 특히 알츠하이머병(Alzheimer’s Disease)은 치매의 가장 흔한 유형으로, 베타아밀로이드(beta-amyloid, Aβ)와 타우(tau) 단백질의 비정상적인 응집이 주요 원인으로 알려져 있습니다. 이 글에서는 베타아밀로이드와 타우 단백질이 치매를 유발하는 과정을 쉽게 설명해 드리겠습니다.

1. 베타아밀로이드의 응집과 신경세포 손상

(1) 베타아밀로이드의 형성과 응집

베타아밀로이드는 아밀로이드 전구 단백질(amyloid precursor protein, APP)에서 유래합니다. APP가 특정 효소(β-시크레타아제와 γ-시크레타 아제)에 의해 절단되면 베타아밀로이드 단백질이 생성됩니다.

이 단백질은 정상적인 경우 분해되지만, 비정상적으로 축적되면 응집하여 베타아밀로이드 플라크(beta-amyloid plaque)를 형성하게 됩니다. 이 플라크가 신경세포 주변에 쌓이면서 신경세포 기능을 저하시킵니다.

(2) 신경세포 손상 과정

• 시냅스 기능 저하: 베타아밀로이드 응집체는 신경세포 간의 신호 전달을 방해합니다.
• 염증 반응 유발: 신경세포 주변에서 염증 반응이 활성화되어 세포 손상이 촉진됩니다.
• 세포 사멸 촉진: 신경세포가 점차 손상되면서 사멸하고, 결과적으로 인지 기능이 저하됩니다.
• 산화 스트레스 증가: 베타아밀로이드는 활성산소종(ROS)을 증가시켜 세포 내 손상을 유발하며, 미토콘드리아 기능 장애를 일으킬 수 있습니다.

2. 타우 단백질의 응집과 신경세포 손상

(1) 타우 단백질과 신경섬유다발 형성

타우 단백질은 정상적으로 신경세포 내 미세소관을 안정화하는 역할을 합니다. 하지만 베타아밀로이드의 영향으로 타우 단백질이 과인산화(hyperphosphorylation)되면 미세소관에서 분리되어 응집체를 형성합니다. 이러한 응집체는 신경섬유다발(neurofibrillary tangles, NFT)로 축적되며 신경세포 기능을 방해합니다.

(2) 신경세포 손상 과정

• 세포 골격 붕괴: 미세소관이 불안정해져 신경세포 내 물질 운반이 저하됩니다.
• 신경세포 사멸 촉진: 타우 단백질 응집체는 세포 내 정상적인 단백질 분해 과정을 방해하여 신경세포의 사멸을 유도합니다.
• 신경세포 간 전파: 병리적 타우 단백질이 주변 신경세포로 퍼져 질병 진행을 가속화할 수 있습니다.

3. 베타아밀로이드와 타우의 상호작용

베타아밀로이드와 타우 단백질은 서로 영향을 주며 치매를 악화시킵니다.

• 베타아밀로이드가 타우의 비정상적인 변화를 촉진하여 신경세포 기능을 저하시킵니다.
• 타우 응집이 진행되면서 신경세포의 퇴행이 가속화됩니다.
• 결과적으로 두 단백질의 응집으로 인해 인지 기능이 급격히 저하됩니다.
• 신경전달물질 감소: 두 단백질의 응집이 아세틸콜린 등 주요 신경전달물질의 감소를 초래하여 학습과 기억 능력을 저하시킵니다.

4. 치매 예방과 치료 가능성

현재 베타아밀로이드와 타우 단백질 응집을 억제하는 다양한 연구가 진행되고 있습니다.

• 베타아밀로이드 제거 치료제: 항체 치료제(예: 아두카누맙, 레카네맙)가 개발되었습니다.
• 타우 단백질 조절: 타우 인산화를 억제하는 신약 연구가 진행 중입니다.
• 염증 억제 및 항산화 치료: 염증 반응을 줄이고 신경세포 보호를 위한 보조 치료가 시도되고 있습니다.
• 신경전달물질 균형 유지: 아세틸콜린 분해를 억제하는 약물(예: 도네페질, 리바스티그민)이 증상 완화에 도움을 줄 수 있습니다.
• 생활습관 개선: 균형 잡힌 식단, 규칙적인 운동, 정신적 활동 유지가 치매 예방에 기여할 수 있습니다.

5. 결론

치매는 조기 발견과 예방이 중요한 질환입니다. 특히 베타아밀로이드와 타우 단백질의 비정상적인 응집을 억제하는 것이 치료의 핵심 과제입니다. 앞으로의 연구를 통해 효과적인 치료법이 개발되기를 기대하며, 건강한 생활습관을 유지하는 것이 치매 예방에 도움이 될 수 있습니다.