약학과 조동규 교수 연구팀,
알츠하이머 치매의 원인이 되는 유전자 밝혀내

- Presenilin-1 돌연변이가 미토콘드리아에 미치는 영향 규명

- 새로운 알츠하이머 치료제 개발 기대

성균관대학교(총장 신동렬) 약학과 조동규 교수 연구팀(제1저자 한지훈 박사과정)이 유전성 알츠하이머 치매의 주요 원인으로 알려진 Presenilin-1 돌연변이들이 공통적으로 미토콘드리아에 미치는 영향을 규명했다고 밝혔다.

본 연구는 미토콘드리아 기능장애와 산화 스트레스가 알츠하이머 발병 초기 단계에서 발견된다는 사실과 Presenilin-1이 미토콘드리아를 포함한 다양한 세포내 소기관에 존재한다는 사실을 바탕으로 진행되었다.

연구팀은 알츠하이머병에서 가장 많이 발견되는 다섯 가지의 Presenilin-1 돌연변이(A431E, E280A, H163R, M146V, Δexon9)가 대체적으로 소포체-미토콘드리아 결합을 증가시킨다는 사실을 밝혔다.

또한 Presenilin-1 돌연변이(M146V) 녹인(knock-in: KI) 마우스의 뇌에서 유전자 발현 양상 분석을 통해 PS1M146V 돌연변이가 ATL2의 발현을 증가시킴으로써 소포체와 미토콘드리아의 결합을 비정상적으로 증가시킨다는 사실을 확인했으며, ATL2의 발현양이 알츠하이머 환자와 알츠하이머 마우스 모델 뇌에서 증가하는 것을 확인했다.

조동규 교수는 “알츠하이머 치매에서 비정상적으로 증가해있는 소포체-미토콘드리아 결합의 새로운 원인 유전자(Atl2)를 밝힌 연구”라며 “이 원인 유전자를 조절하는 선도물질 스크리닝을 통해서 새로운 알츠하이머 치료제 개발이 가능할 것”이라고 밝혔다.

본 연구는 한국연구재단이 추진하는 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업과 선도연구센터(MRC) 등의 지원으로 수행되었으며, 의학 분야 세계적 학술지인 Theranostics(IF 11.556, JCR ranking 6.4%)에 지난 9월 발표되었다.

※ 논문명 : Alzheimer's disease-causing presenilin-1 mutations have deleterious effects on mitochondrial function

[그림1]Presenilin-1 돌연변이가 미토콘드리아 기능에 미치는 영향

가족형 알츠하이머병에서 가장 많이 발견되는 다섯가지의 프리세닐린 1 돌연변이 (A431E, E280A, H163R, M146V, and Δexon9)는 대체적으로 ER-미토콘드리아 결합을 증가시켰으며 미토콘드리아의 막전위 (membrane potential)을 감소시켰고 활성산소종 (reactive oxygen species: ROS)의 생성을 증가시켰음. PS1M146V 돌연변이는 ATL2 발현을 증가시킴으로써 ER과 미토콘드리아의 결합을 비정상적으로 증가시켰음. ATL2의 발현양이 알츠하이머 환자와 알츠하이머 마우스 모델 뇌에서 증가해있음을 확인함.