치매 치료 기술로 사용될 수 있어
8월 24일 학술지 Brain에 발표된 이 연구에서, 연구원들은 읽기라고 알려진 유전적 기교를 증가시킴으로써 쥐의 뇌에서 노폐물의 제거를 증가시키는 방법을 발견했다. 이 같은 전략은 파킨슨병과 같은 독성 단백질의 축적이 특징인 다른 신경퇴행성 질환에도 효과적일 수 있다고 연구원들은 말했다.
사프코타와 도허티는 긴 아쿠아포린 4와 아밀로이드 베타 클리어런스 사이의 관계를 알아내기 위해 알츠하이머 연구원과 공동 저자인 존 시리토 신경학 부교수, 칼라 유데 신경학 부교수, 신경학 부교수, 신경과학 부교수 등과 협력했다.
뇌 속 아밀로이드 베타 축적은 알츠하이머 치매의 발달의 첫 번째 단계이다. 과학자들은 인지 증상이 나타나기 전에 아밀로이드를 제거하는 방법을 찾기 위해 수없이 많은 시간과 수백만 달러를 쏟아 부었고, 그 결과는 크게 실망스러웠다.
가끔, 뇌 단백질 아쿠아포린 4는 끝에 여분의 작은 꼬리를 가지고 합성된다. 처음에, 삽코타는 워싱턴 대학에서 박사후 연구원으로 있을 때 이 연구를 이끌었지만 지금은 달라스 텍사스 대학의 생물과학 조교수입니다. 이 꼬리는 단백질 제조 과정에서 가끔 품질관리가 실패하는 것에 불과하다고 생각했습니다.
"우리는 '어떻게 단백질이 만들어지는가?'라는 매우 기발한 기초과학 질문을 연구하고 있었고, 우리는 이 재미있는 것을 알아챘습니다."라고 선임 작가 조셉 D가 말했습니다. 도허티, 워싱턴 대학교 유전학과 정신과 교수, 그리고 삽코타의 전 멘토. "때때로 단백질 합성 기계가 끝에 있는 정지 신호를 통해 바로 불어 아쿠아포린 4의 끝에 이 여분의 비트를 만들었습니다. 처음에, 우리는 그것이 관련이 있을 수 없다고 생각했다. 하지만 우리는 유전자 서열을 살펴봤고, 그것은 여러 종에 걸쳐 보존되었습니다. 그리고 그것은 뇌에 정말 놀라운 패턴을 가지고 있었습니다. 그것은 쓰레기 통제에 중요한 구조물에만 있었다. "
삽코타와 도허티는 아쿠아포린 4의 긴 형태가 뇌에서 일반적인 형태와 다르게 행동하는지 알아보기 위한 도구를 만들었습니다. 그들은 소위 성운세포의 끝발에서 긴 형태를 발견했지만, 짧은 형태는 아니었습니다. 성상세포는 뇌와 신체의 나머지 부분 사이의 장벽을 유지하는 것을 돕는 일종의 지지 세포이다. 그들의 끝발은 뇌의 작은 혈관을 감싸고 혈액의 흐름을 조절하는데 도움을 줍니다. 만약 여러분의 일이 뇌에서 노폐물을 흘려보냄으로써 원치 않는 단백질로부터 뇌를 보호하는 것이라면, 성세포 끝발은 완벽한 장소입니다. 노폐물을 운반하고 처리할 수 있는 혈류로 말이죠.
연구원들은 그들의 뇌에 높은 수준의 아밀로이드를 가지도록 유전적으로 조작된 쥐들을 연구했다. 그들은 생쥐를 아피게닌, 설파키녹살린, 불활성 액체, 또는 독해력에 영향을 미치지 않는 플라시보 화합물로 치료했다. 아피게닌 또는 설파키녹살린으로 처리된 생쥐는 두 가지 비활성 물질 중 하나로 처리된 생쥐보다 아밀로이드 베타 제거 속도가 상당히 빨랐다.
설파키녹살린은 사람들에게 사용하기에 안전하지 않다. 아피게닌은 식이 보조 식품으로 이용 가능하지만, 뇌에 얼마나 많은 양이 들어가는지 알려져 있지 않으며, 치리토는 알츠하이머를 막기 위해 많은 양의 아피게닌을 섭취하지 말라고 경고한다. 연구자들은 긴 형태의 아쿠아포린 4의 생산에 영향을 미치는 더 나은 약물을 찾기 위해 노력하고 있으며, 술파키녹살린과 추가 화합물의 여러 유도체를 테스트하고 있다.
시리토는 "아밀로이드 수치를 20%에서 25%만 줄이면 적어도 쥐에서 아밀로이드 축적이 멈춘다는 많은 데이터가 있으며, 우리가 본 효과는 그 야구장에 있었다"고 말했다. "그것은 이것이 알츠하이머와 뇌에서 단백질 응집을 수반하는 다른 신경 퇴행성 질병을 치료하는 새로운 접근법이 될 수 있다는 것을 말해줍니다. 이 과정이 아밀로이드 베타에 특화되어 있다고 말하는 것은 없습니다. 알파-시뉴클라인 클리어런스도 강화시켜 파킨슨병을 앓고 있는 사람들에게 도움이 될 수 있습니다."
이 연구는 Aqp4 stop codon readthrough facilitates amyloid-β clearance from the brain 라는 제목으로 Brain 학술지에 2022년 최근에 출판되었다.
