서울대와 포스텍 공동연구팀 '바이오마커' 내놓아

▲알츠하이머 질병을 유발시킨 살아있는 쥐의 뇌 속을 실시간 이광자 현미경으로 영상화한 자료. 밝은 점들은 질병이 진행함에 따라 생성되는 아밀로이드 플라크이며, 나머지 배경은 분자 프로브가 모노아민 옥시데이즈 효소와 반응해 생성된 화합물을 보여주고 있다. 이들 영역의 신호(형광 세기)를 분석 비교함으로써 두 인자 사이에는 매우 밀접한 상관관계가 있고 질병이 진행될수록 모두 증가하는 것을 밝혀냈다.[사진제공=포스텍]

[아시아경제 정종오 기자] 알츠하이머를 조기에 진단할 수 있는 '바이오마커(생체표지 물질)'가 발견됐습니다. 알츠하이머는 현재 치료약이 없습니다. 조기에 발견하는 것이 무엇보다 중요합니다.

세계보건기구(WHO)는 2050년 세계 치매 인구는 현재의 3배를 넘어 무려 1억3500만 명에 이를 것으로 보고 있습니다. 이중 70~80% 정도가 알츠하이머 환자인데 발병 원인이 정확히 밝혀지지 않은 알츠하이머 질환은 조기 진단을 통한 완화치료가 유일한 해결책으로 알려져 있습니다.

포스텍(포항공과대학교, 총장 김도연) 화학과 안교한 교수팀과 서울대 묵인희 교수팀이 이광자 현미경을 이용한 생체 내 영상화(in vivo two-photon microscopy imaging)로 알츠하이머 질환 여부와 진행도를 나타내는 새로운 생체표지 물질 발견에 성공했습니다.

이광자 현미경은 파장이 길고 에너지가 낮은 광자(photon) 두 개를 동시에 흡수해 세포와 생체 내의 생명현상을 분자수준으로 관찰할 수 있는 장비입니다.

알츠하이머의 조기 진단은 매우 중요합니다. 현재 주로 사용되는 진단 방법은 치매 유발물질이자 표식으로도 알려진 '베타아밀로이드'라는 단백질이 뇌에 축적·분포된 정도를 확인하는 것이 있습니다. 주로 자기공명영상(MRI), 양전자단층촬영장치(PET)와 같은 최첨단 영상장비가 검사에 사용됩니다. 비싼 비용과 해상도의 한계, 과도한 방사선 노출 등 여러 어려움이 뒤따릅니다.

알츠하이머에 연관된 또 다른 물질은 모노아민 옥시데이즈(Monoamine Oxidase, 이하 MAO)라는 효소입니다. 이 물질은 알츠하이머 질환과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 추측돼 왔습니다. 기존의 단편적인 연구 결과로는 이 사실을 입증하기에 충분치 않았습니다. 베타아밀로이드는 물론이고 아직 잘 알려지지 않은 MAO를 기존의 생체 내 영상으로 관찰하기란 매우 까다롭습니다. 뇌를 적출해 효소의 양을 정량하거나 활성도 분석을 통한 체외 연구가 대부분이었기 때문입니다.

안 교수와 공동연구팀은 이광자 현미경을 사용해 이런 문제를 해결했습니다. 투과력이 좋은 이광자 현미경은 살아있는 조직 내부에서 일어나는 현상을 오랫동안 실시간으로 관찰할 수 있습니다. 긴 파장을 이용해 빛의 손실 없이 초점 부위에 집중돼 뛰어난 고화질의 영상을 얻을 수 있습니다. 연구팀은 베타아밀로이드와 MAO를 감지할 수 있는 이광자 형광체를 개발해 진단에 적용하는 이광자 형광 프로브(probe, 탐침) 방식으로 알츠하이머와의 상관관계를 증명했습니다.

연구팀은 이 기법을 사용해 살아있는 쥐의 뇌 속에서 알츠하이머의 진행에 따라 MAO가 점차 활성화 되는 모습을 실시간으로 추적하는데 성공했습니다. 이번 연구는 MAO가 알츠하이머의 발병 여부뿐 아니라 진행경과도 나타내는 '바이오 마커'로써 조기 진단에 기여할 수 있는 가능성을 제시했습니다.

안교한 교수는 "이번 결과를 바탕으로 알츠하이머 진단을 위한 생체 표지 물질 연구와 관련 메커니즘을 알 수 있다"며 "앞으로 치료제 개발 등 관련 후속 연구가 더욱 활발해질 것으로 기대한다"고 말했습니다.



정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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