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10년 이상 전에 우연이 발견된 한 분자에 의해 알츠하이머병이나 외상성 뇌손상 등을 치료할 수 있는 가능성이 밝혀지고 있다.
현재 「ISRIB」라고 불리는 이 분자는, 건강한 사람의 인지 기능을 향상시킬 수도 있을지도 모른다.

카르멜라 시드라우스키는 기적의 약을 찾고 싶지 않았다. 캘리포니아 대학 샌프란시스코의 피터 월터 교수의 연구실에는 실험을 자동화하고 고속으로 실시할 수 있는 설비가 있어, 그녀는 거기서 수천이라는 분자를 테스트하고 있었다. 테스트에서 벗어난 것 중에서 그녀는 하나의 분자를 들고, 한층 더 조사하기로 결정했다. 그것이 숨기는 어떠한 힘에 흥미를 가졌기 때문이다.

그것이 2010년이다. 현재 의료 분야의 미래 응용 예를 요약하면,이 분자는 놀라운 유망한 균주로 보일 것입니다. 시드라우스키가 추가 조사를 결정한 후, 이 분자는 외상성 뇌 손상을 입고 수개월이 경과한 마우스의 기억 형성을 회복해 보였다. 또한 알츠하이머병, 파킨슨병, ALS(근위축성 측삭경화증 혹은 루게릭병이라고도 불린다) 등의 신경퇴행성 질환을 치료할 수 있는 가능성도 있다. 뿐만 아니라 노화에 따른 인지기능의 저하도 완화할 수 있을 것 같다. 더욱 건강한 동물에게 (적어도 마우스에 대해서는) 영상 기억 수준의 기억력을 주고 있다.

이 분자가 이렇게 다채로운 효과를 발휘하는 이유에 대해 신체적 외상이나 신경계 질환이 뇌에 초래하는 스트레스의 처리에 관여하고 있기 때문이라고 시드라우스키는 생각하고 있다. 전술한 문제가 몸에 일어나면, 뇌는 자신을 지키기 위해 기억 형성 등의 인지 기능을 멈춘다. 새로운 발견의 이 분자는 그것을 역행시키는 것이다. "찾으려고 생각했던 것은 아닙니다. "그러나 다양한 병리의 근원이 될 수있는 경로를 제어하는 ​​새로운 방법을 얻을 수 있다고 생각하면 매우 기쁘다."

이 분자는 인간의 인지 기능도 회복할 수 있을까. 아직 모른다. 지금까지 연구의 대부분은 마우스나 페트리 접시에 둔 인간의 세포를 사용한 것이다. 그러나 자세한 것은 곧 알 것이다. 2015년 실리콘밸리발 바이오테크놀로지 기업인 칼리코 랩(Calico Labs)이 이 분자의 라이센스를 취득했다. 칼리코 랩은 노화 생물학을 기반으로 한 창약을 목적으로 구글 창업자들이 시작한 기업이다. 칼리코 랩은 시드라우스키를 주임 연구원으로 채용하고 ALS와 파킨슨병, 외상성 뇌손상을 포함한 다양한 질병의 치료에 이 분자를 응용하는 연구에 임하고 있다. 2월에는 이 분자를 바탕으로 개발한 최초의 신경퇴행성 질환용 의약품 후보인간을 대상으로 한 안전성 시험을 개시하고, ALS 환자를 대상으로 한 연구를 올해 중 시작 발표했다. 파킨슨병이나 외상성 뇌손상용 의약품 후보에 대해서도 앞으로 발표가 있을 가능성이 높다.

이러한 의약품의 완성은 아직 앞의 이야기일지도 모른다(대부분의 후보가 초기의 임상 시험을 통과하지 않고 끝난다) 그러나, 일찍부터 성과를 나타낼 수 있었던 것은 월터 교수나 세계 각지의 연구자에 의해 최근 실시되어 연구와 함께 충격적인 가설에 설득력을 주었다. 외상성 뇌손상이나 알츠하이머병, 심지어 다운 증후군과 같은 유전자 질환이 심각한 인지 기능의 문제를 일으키는 원인은 질환이나 유전적 요인 또한 외상 그 자체가 아니고, 세포가 그러한 스트레스에 대처하는 구조에 있다는 가설이다.

시드라우스키와 월터 교수의 연구에 의해, 현재 "ISRIB"로 불리는 이 분자는 마우스 세포가 새로운 단백질을 합성하는 속도를 조절하기 위한 뉴런 내의 주요 경로를 변경함으로써 효과를 발휘한다. 알았다. 새로운 단백질의 합성은 기억 형성과 학습에 빠뜨릴 수 없는 과정이다. 월터 교수의 연구는 세포가 스트레스에 노출되면 단백질 합성이 완전히 멈출 가능성을 밝혔다. 시드라우스키의 분자는 그것을 회복시키는 아름다운까지 간단한 메커니즘을 가진 것으로 여겨진다.

이것이 인간에게도 유효하다면, 의료에의 응용 가능성은 헤아릴 정도로 크고 넓어진다. 다양한 원인으로 일어나는 인지기능의 문제가 세포의 반응을 미조정하는 것만으로 해결할 수 있을지도 모르기 때문이다. 그러나 위험성도 있다. 이렇게 근원적인 프로세스를 조작하는 것은 의도하지 않은 유해한 변화를 일으킬 위험도 생긴다.

"부작용이 있는지 여부를 알아야한다"라고 말하는 것은 콜롬비아 대학의 신경 과학자이며 기억을 전문으로하는 아룬 아속 연구원이다 (이 연구에는 관여하지 않았다). "그러나 이러한 의약품에 대한 수요가 있다. 현재 치료법이 거의없는 질병으로 고통받는 많은 사람들을 구할 수 있다."

스트레스가 단백질 합성을 중단

기억이란 사람이 과거를 되찾을 때 떠오르는 감각적 체험과 사고가 결합되어 생기는 그 사람 고유의 별자리와 같은 것이다. 그 기억이, 인간의 뇌를 구성하는 뉴런끼리의 엄청난 연관 속에 어떠한 형태로 인코딩되고 있다고 하는 설은, 신경 과학의 여명기로부터 존재했다.

이제 단백질의 합성이 이 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 뉴런끼리를 연결하는 단백질은 경험을 뇌에 새기는 데 필요한 재료이기도 하다. 현재 1960년대의 연구에서 단백질의 합성을 화학적으로 방해하면 새로운 기억을 형성할 수 없게 되는 것을 알고 있다.

월터 교수는 1980년대부터 90년대에 걸쳐, 접히지 않았거나 제대로 접혀지지 않은 단백질이 세포 내에서 검출될 때(이것은 신경퇴행성 질환의 특징이다), 문제가 해결될 때까지 단백질의 합성을 모두 정지시키는 긴급 정지 장치와 같은 것이 작동하는 것을 나타내었다. 월터 교수가 '소포체 스트레스 응답(UPR: Unfolded Protein Response)'이라고 명명한 이 현상은 어리석은 직장에서 비상 경보를 울려 업무를 정지시키는 것과 비슷하다. 정지한 후에는 세포의 수리 담당이 현장에 모여 문제를 수정하고, 손에 넣을 수 없게 되면 최종적으로 세포에 자살하도록 명령을 내린다.

그 후 곧 다른 연구자들은 제대로 접히지 않은 단백질 외에도 다양한 요인으로 체세포의 단백질 합성이 일시 중지되는 것을 발견했다. 굶주림, 바이러스 감염, 물리적 힘으로 인한 세포 구조 손상, 노화된 세포에서 흔히 볼 수 있는 산화 스트레스 등 단백질 생산 라인의 정지 장치를 작동시킬 수 있는 스트레스 요인이 많이 존재한다. 실제로, 대사 기능이 혼란하면 거의 확실하게 단백질의 합성이 정지하고, 세포사를 유발할 가능성이 있는 것을 알 수 있다. 이윽고 다른 연구자들은 월터의 소포체 스트레스 반응을 포함하는 증상에 이름을 주었다.
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