[아이뉴스24 정종오 기자] 한국뇌연구원은 인공지능기반 뇌발달질환 디지털의료기기 실증지원사업단(과기정통부-NIPA-대구시-DIP-KBRI-ETRI 협력사업) 허향숙 단장 연구팀과 울산과학기술원(UNIST) 김재익 교수, 미국 UCSD 제리 양(Jerry Yang) 교수 등 국제공동연구팀이 도파민 유사체인 ‘CA140(베타 아밀로이드에 결합하는 저분자 도파민 유사체)’이라는 물질이 시냅스와 인지 기능을 향상시켜 알츠하이머 병증을 낮춘다는 사실을 규명했다.
알츠하이머 치매 환자들은 뇌속에서 도파민 수용체로 알려진 DRD1과 DRD2가 정상인에 비해 낮은 수준으로 발현된다. 환자에게 도파민 시스템을 조절하는 중요 약물인 도파민 전구체와 길항제를 투여하면 시냅스와 인지기능이 일부 향상되는 것으로 알려져 있다.
허향숙 단장팀은 2018년에 저분자 도파민 유사체인 CA140이 신경염증 과 초기 알츠하이머병 동물모델에서 뇌염증을 저해한다는 사실을 발표한 바 있다.
국제 공동연구팀은 이번에 정상 동물과 알츠하이머병 동물모델을 활용해 도파민 유사체인 CA140이 인지시냅스, 알츠하이머 병증 조절 효능이 있으며 하위 분자 작동원리도 알아냈다.
연구팀이 알츠하이머병 동물모델에 CA140을 투여했더니 주요 병증인 아밀로이드베타 응집체와 타우 피브릴 형성이 억제되고, 대뇌피질과 해마에서 치매의 주요 원인으로 꼽히는 아밀로이드 플라크 축적과 타우 과인산화가 낮아지는 것을 확인했다.
대뇌피질과 해마에서 과활성화된 성상세포와 미아교세포의 신경염증이 회복되는 것을 알 수 있었다.
인지장애 동물모델에도 CA140을 투여했더니 대뇌피질과 해마에서 신경세포의 수상돌기 수가 증가했고, 시냅스 기능 손상이 회복됐다. 동물모델의 인식 기억도 향상되는 것을 확인했다.
정상 동물모델에도 CA140를 투여하면 인식 기억이 향상하고, 신경세포 수가 증가했다. 연구팀은 CA140이 도파민 수용체 DRD1에 작용해 인지기능과 아밀로이드 병증을 개선하는 것으로 분석했다.
허향숙 단장은 “이번 연구는 도파민 유사체가 파킨슨병뿐만 아니라 알츠하이머병을 비롯한 다양한 인지기능 장애 치료에 효과가 있을 것이라는 점을 시사한다”며 “앞으로 뇌신경질환 치료제 개발은 물론 실증사업단에서 개발하고 있는 디지털 의료기기와의 병용치료 기술 개발에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
제리 양(Jerry Yang) 교수도 “도파민 유사체인 CA140이 정상과 알츠하이머병 동물모델에서 시냅스와 인지기능을 향상시키고, 알츠하이머 병증을 저해시킨다는 것을 최초로 규명했다”면서 “CA140이 신규 알츠하이머병 치료제로 활용될 수 있을 것”이라고 전했다.
한국뇌연구원 이현주 선임연구원과 이하은 학생연구원이 제1저자로 참여한 이번 연구(논문명: The dopamine analogue CA140 alleviates AD pathology, neuroinflammation, and rescues synaptic/cognitive functions by modulating DRD1 signaling or directly binding to Abeta)는 국제학술지 ‘신경염증저널(Journal of Neuroinflammation) 최신호에 실렸다.
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