조기 발병 치매와 관련된 새로운 단백질 확인

치매를 포함한 대부분의 신경퇴행성 질환은 단백질이 아밀로이드라고 불리는 필라멘트로 응집되는 것과 관련됩니다. 대부분의 이러한 질병에서 연구자들은 응집되는 단백질을 확인하여 진단 테스트 및 치료를 위해 이러한 단백질을 표적으로 삼을 수 있게 되었습니다.

그러나 전두측두엽 치매 사례의 약 10%에서 과학자들은 아직 악성 단백질을 확인하지 못했습니다. 이제 과학자들은 이러한 경우에 TAF15 단백질의 응집된 구조를 정확히 찾아냈습니다.

전두측두엽 치매는 감정, 성격, 행동은 물론 언어 및 단어 이해를 조절하는 뇌의 전두엽과 측두엽의 퇴화로 인해 발생합니다. 이는 알츠하이머병보다 더 어린 나이에 시작되는 경향이 있으며, 종종 45~65세의 사람들에게서 진단되지만, 더 젊거나 노인들에게도 영향을 미칠 수 있습니다.

오늘 저널에 발표된 논문에서 자연영국 케임브리지에 있는 MRC 분자생물학 연구소의 과학자들이 주도한 연구에서 향후 진단 테스트 및 치료법 개발의 목표를 제공할 수 있는 단백질의 응집된 구조가 확인되었습니다.

MRC 분자 생물학 연구소에서 연구를 주도한 Benjamin Ryskeldi-Falcon 박사는 다음과 같이 말했습니다. “이 발견은 전두측두엽 치매의 분자적 기초에 대한 우리의 이해를 변화시킵니다. 이는 알려진 작은 단백질 그룹의 새로운 구성원에 대한 드문 발견입니다. 신경퇴행성 질환에 응집됩니다.

“이제 우리는 주요 단백질과 그 구조를 확인했으므로 이러한 유형의 전두측두엽 치매의 진단과 치료를 위해 이 단백질을 표적으로 삼을 수 있습니다. 알츠하이머병을 특징짓는다.”

과학자들은 최첨단 저온전자현미경(cryo-EM)을 사용하여 원자 분해능에서 이러한 유형의 전두측두엽 치매를 앓고 있는 4명의 뇌에서 단백질 응집체를 연구했습니다. 기증된 뇌는 유니버시티 칼리지 런던 퀸스퀘어 신경학 연구소의 Tammaryn Lashley와 인디애나 대학교 의과대학의 Bernardino Ghetti에 의해 확인되었습니다.

이러한 유형의 치매에서 과학자들은 FUS라는 단백질이 다른 신경퇴행성 질환과의 유사성을 기반으로 응집된다고 오랫동안 생각해 왔습니다.

MRC 분자생물학 연구소의 연구자들은 저온전자현미경(cryo-EM)을 사용하여 각 뇌의 단백질 응집체가 동일한 원자 구조를 가지고 있음을 확인할 수 있었습니다. 놀랍게도 그 단백질은 FUS가 아니라 TAF15라는 또 다른 단백질이었습니다.

논문 제1저자인 MRC 분자생물학연구소 스테판 테터(Stephan Tetter) 박사는 “이번 연구 이전에는 TAF15가 신경퇴행성 질환에서 아밀로이드 필라멘트를 형성하는 것으로 알려지지 않았고 그 구조도 없었기 때문에 이는 예상치 못한 결과”라고 말했다. Cryo-EM은 이전 기술의 능력을 넘어서는 통찰력을 제공함으로써 치매와 신경퇴행성 질환의 분자 병리학에 대한 우리의 이해를 더욱 광범위하게 변화시키고 있습니다.”

Ryskeldi-Falcon 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다. “cryo-EM을 수행하는 기술적인 어려움은 우리가 4명의 개인의 뇌만 볼 수 있다는 것을 의미했습니다. 그러나 이제 핵심 단백질과 그 구조를 알았으므로 도구를 개발할 수 있는 잠재력이 있습니다. 수백 명의 환자 샘플에서 이러한 비정상적인 단백질 응집체를 검사하여 그것이 얼마나 널리 퍼져 있는지 테스트합니다.”

전두측두엽 치매와 운동 신경 질환

전두측두엽 치매가 있는 일부 사람들은 근육에 대한 통제력이 점차 상실되는 운동 신경 질환도 앓고 있습니다. 이 연구에서 뇌를 기증한 사람 중 두 명은 두 질병의 징후를 보였습니다. 연구진은 이들 개인에 대해 운동 뉴런 질환과 관련된 뇌 영역에서 TAF15의 동일한 응집 구조를 확인했습니다.

Ryskeldi-Falcon 박사는 “전두측두엽 치매와 운동 신경 질환의 징후가 있는 두 사람에게서 동일한 TAF15 집합체의 존재는 TAF15가 두 질병 모두에 기여할 수 있는 가능성을 높입니다. 우리는 현재 비정상적인 집합체 TAF15가 사람들에게 존재하는지 여부를 연구하고 있습니다. 전두측두엽 치매가 없이 운동 신경 질환이 있는 사람.”

이 연구는 의학 연구 위원회, 영국 알츠하이머 연구 기관, 미국 국립 보건원, 알츠하이머 협회, 전두측두엽 퇴화 협회, 스위스 국립 과학 재단 및 레버훌름 트러스트(Leverhulme Trust)의 자금 지원을 받았습니다.

의학 연구 위원회의 분자 및 세포 의학 위원회 의장인 Charlotte Durkin 박사는 다음과 같이 말했습니다.

“MRC 분자생물학 연구소에서 수십 년간 진행한 세계 최고의 연구를 통해 저온전자현미경이 획기적인 발전을 이루었습니다. Richard Henderson 박사는 2017년에 노벨상을 받았습니다. 전두측두엽 치매 유형과 관련된 단백질을 확인하는 이 최신 연구는 MRC LMB의 성공을 이어갑니다. 핵심 치매 단백질 타우의 첫 번째 구조를 포함하는 cryoEM을 통해 치매 관련 단백질 구조를 밝히는 데 이 희귀한 형태의 조기 발병 치매에서 이러한 필라멘트의 정체성과 기본 구조를 아는 것은 조기 진단 테스트 및 약물 개발에 필수적입니다. 그들의 대형에 맞서 싸워라.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231206115845.htm