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도쿄농공대학과 미에대학의 공동연구팀은 알츠하이머병의 원인물질인 아밀로이드β가 인공세포막 중에서 독성을 가지는 구조로 변화하는 모습을 실시간으로 관찰하는 데 성공했다. 멤브레인의 콜레스테롤이 독성 구조로의 변화를 촉진하고 카테킨이 독성 구조를 억제한다는 것을 발견했습니다.

아밀로이드 β(Aβ)는 응집성이 높고, 단량체(모노머)로부터 중간체의 중합체(올리고머)를 거쳐 아밀로이드 섬유를 형성한다. 그 중에서도 Aβ 올리고머에 강한 세포독성이 있는 것으로 알려져 있다. 올리고머의 세포독성 기구의 하나로서 채널(세포막을 관통하는 구멍) 형성이 있고, 신경세포막 중에 구멍을 열는 것으로 세포사를 일으키지만, 지금까지 Aβ가 막 중에서 모노머로부터 올리고머에 응집해 가는 과정은 확인되지 않았다.

연구팀은 마이크로 디바이스를 이용한 채널 전류 계측에 의해 Aβ 단량체가 지질막(인공 세포막) 중에서 응집하여 채널을 형성해 나가는 과정을 2시간에 걸쳐 관찰했다. 막에서 Aβ 단량체가 응집되어 올리고머화되어 채널을 형성하는 것을 발견하였다. 이어서, 신경 세포막을 모방한 인공 세포막을 사용하여 관찰한 결과, 막 중의 콜레스테롤이 Aβ의 막 중의 채널 형성을 촉진하는 것을 알 수 있었다. 또한, Aβ의 응집 억제제인 카테킨의 일종 EGCG의 Aβ 채널에 대한 작용을 조사한 결과, EGCG는 Aβ의 응집뿐만 아니라 막에 형성된 채널의 활성도 억제하는 것을 발견하였다.

이번 성과에 의해 Aβ와 신경세포막과의 상호작용의 해명이 진행되어 알츠하이머병의 치료법 개발에 공헌할 것으로 기대된다. 연구 논문은 미국 과학 아카데미 기요 넥서스(PNAS Nexus)에 2023년 12월 14일자로 게재되었다.

Source: MIT Technology Review Japan