뇌 질환과 혈관 누출 사이의 단백질 연결

필수 단백질 수치 감소는 알츠하이머병, 전두측두형 치매, 근위축성 측색경화증(ALS)과 같은 치명적인 뇌 질환과 관련이 있습니다. 놀랍게도 단백질 부족은 주로 뇌 혈관에 영향을 미칩니다.

코네티컷 대학교 연구진은 4월 16일자 Science Advances 에 실린 논문에서 TARDBP 유전자 의 돌연변이로 인해 TDP-43 단백질 수치가 감소하면 뇌 혈관 내벽 세포도 손상된다고 보고했습니다. 내피세포라고 불리는 이 세포는 유해 물질의 뇌 유입을 막는 보호막인 혈액-뇌 장벽을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

내피세포에 TDP-43 단백질이 부족하면 세포 간 결합력이 약해져 혈관 벽에 틈이 생겨 크거나 독성이 있는 분자가 뇌로 유입됩니다. 이러한 손상은 알츠하이머병, 전두측두엽 치매, 루게릭병과 같은 신경퇴행성 질환의 진행에 영향을 미칠 수 있습니다.

이를 더 자세히 살펴보기 위해 연구진은 ALS와 전두측두형 치매 모두와 관련이 있는 것으로 알려진 TARDBP 돌연변이를 가진 마우스 모델을 사용했습니다. 또한 뇌의 다른 세포는 제외하고 내피 세포에서만 단백질 TDP-43을 제거한 유전자 변형 마우스 모델을 사용했습니다. 두 마우스 모델 모두 혈액-뇌 장벽 파괴, 뇌 염증, 그리고 행동 장애의 명확한 징후를 보였습니다.

이는 ALS와 전두측두형 치매 환자의 신경 세포에서 처음 관찰된 TDP-43 결함이 뇌의 다른 세포에서도 발견된다는 증거가 점점 더 많아지고 있다는 점에 더해집니다. 이는 이러한 질병의 다양한 증상을 설명할 수 있습니다. ALS는 주로 마비가 증가하는 것으로 정의되는 반면, 전두측두형 치매는 인지 장애를 수반합니다. 하지만 많은 경우 두 질환은 겹칩니다.

세포 유형별 취약성을 이해하면 이러한 질병이 사람에게서 나타나는 복잡한 증상에 대한 해답을 얻을 수 있을 것입니다. 또한 TDP-43 기능 장애가 관찰되는 알츠하이머병처럼 유전적 연관성이 덜한 질병에 대한 실마리를 제공할 수도 있습니다.

유전자 돌연변이가 이러한 파괴적인 뇌 질환 중 일부에 역할을 하는 것처럼 보이지만, 그것만으로는 전체 상황을 알 수 없습니다.

"ALS 또는 전두측두형 치매 환자 중 일부는 TDP-43 단백질에 돌연변이를 가지고 있지만, 대부분의 환자는 그렇지 않습니다. 그럼에도 불구하고 이 단백질은 거의 모든 경우에서 기능 장애를 일으킵니다. 이는 신체의 다른 알려지지 않은 요인들이 TDP-43 기능 장애를 유발할 수 있음을 시사합니다."라고 의대 연구원 아쇼크 치말라는 말합니다.

"연구의 다음 단계에서는 유전자 돌연변이가 없는 내피 세포에서 TDP-43 기능 장애를 유발하는 원인을 이해하는 것을 목표로 합니다."

치말라와 코네티컷 의대 생물학자 패트릭 머피, 그리고 동료들은 TDP-43 기능 장애를 제한할 수 있는 다른 유전자들을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 이 유전자들 중 일부는 이러한 질병의 진행을 제한하거나 늦추는 새로운 접근법을 제공할 수 있을 것입니다.

연구팀은 또한 TDP-43 기능 장애가 내피세포와 뇌의 다른 세포 사이로 확산될 수 있는지 여부를 연구하고 있습니다. 뇌혈관은 신경세포 및 성상세포와 같은 지지 세포와 지속적으로 접촉합니다.

TDP-43이 기능 장애를 겪게 되면 응집될 수 있으며, 이러한 응집은 세포 사이로 확산될 수 있습니다. 연구진은 내피세포의 TDP-43 기능 장애가 질병 초기에 발생한다는 것을 밝혀냈습니다. 이는 비정상적인 TDP-43이 연쇄 반응을 통해 주변 세포를 감염시킬 수 있음을 시사합니다.

머피는 "TDP-43이 어떻게 해롭게 작용하고 퍼지는지 발견함으로써 뇌를 보호하고, 혈액-뇌 장벽을 보존하고, ALS, 전두측두형 치매, 알츠하이머병과 같은 질병의 진행을 막을 수 있는 새로운 방법을 찾고자 합니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250430182941.htm