한눈에 보는 정보

  • 수년 동안 연구원들은 알츠하이머병이 실제로 프리온에 오염된 고기를 통해 감염될 수 있고 특정 침습적 의료 절차를 통해 전염될 수 있는 일종의 프리온 기반 질병일 수 있다는 증거를 이론화하고 발견했습니다
  • 보다 최근의 연구는 알츠하이머와 관련된 두 가지 특징적인 단백질인 아밀로이드 베타와 및 타우가 프리온으로 작용하여 효과적으로 이중 프리온병을 만든다는 것을 발견함으로써 이 가설에 무게를 더했습니다
  • 프리온 유사 아밀로이드 베타 및 타우의 더 높은 수치가 알츠하이머 발병 초기에 이른 나이에 사망한 사람들에게서 발견되었으며, 타우 축적이 가장 강한 상관관계를 나타냅니다
  • 90세에 알츠하이머로 사망한 환자에 비해 40세에 사망한 환자의 뇌에는 평균 32배 더 많은 타우 프리온이 있었습니다

Dr. Mercola

프리온은 뇌 조직에 모여 세포를 죽게 하는 비정상적 감염 형태의 단백질입니다. 뇌에 남아 있는 해면 모양의 구멍은 소 해면상 뇌병증(BSE, 소의 광우병 및 사슴과 엘크의 만성 소모성 질병[Chronic Wasting Disease]으로도 알려짐) 및 소 해면상 뇌병증의 인간 버전인 크로이츠펠트-야콥병(CJD)과 같은 전염성 해면상 뇌병증의 특징입니다.

소 해면상 뇌병증과 크로이츠펠트-야콥병은 모두 프리온 감염의 결과이며 둘 다 치료할 수 없고 항상 치명적입니다. 알려진 위험 요소 없이 나타나는 형태인 산발성 크로이츠펠트-야콥병(sCJD)는 진단된 크로이츠펠트-야콥병 사례의 거의 85%를 차지합니다.

크로이츠펠트-야콥병은 질병을 배제하기 위해 뇌 생검을 실시하는 것이 비현실적이기 때문에 진단하기 어렵습니다.

그러나 2018년에 미국 국립 보건원(National Institutes of Health)은 캘리포니아 대학(University of California) 샌디에이고 및 샌프란시스코 캠퍼스 동료들의 연구를 발표하며 인간의 눈에서 프리온의 분포와 수치를 측정할 수 있음을 보여주었습니다.

캘리포니아 대학 샌디에이고 캠퍼스의 병리학 교수 크리스티나 시거드슨(Christina J. Sigurdson) 박사와 팀 구성원인 데이비스(Davis)는 "우리의 발견은 산발성 크로이츠펠트-야콥병 전염의 위험을 추정하고 명백한 증상이 나타나기 전에 프리온병에 대한 진단 테스트를 개발하는 데 의미가 있습니다."라고 말했습니다.

프리온과 관련된 알츠하이머병

수년 동안 연구원들은 알츠하이머병이 실제로 일종의 프리온 기반 질병일 수 있으며 육류를 통해 감염될 수 있고 특정 침습적 의료 절차를 통해 전염될 수 있다는 증거를 이론화하고 발견했습니다.

연구원들은 알츠하이머병이 크로이츠펠트-야콥병의 느리게 움직이는 버전처럼 행동한다는 점에 주목했으며, 한 논문에 따르면 '프리온은 단백질 응집이 자가 영속화되고 전염성이 되는 아밀로이드의 하위 클래스로 간주'됩니다. 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)은 다음과 같이 보고합니다.

"1958년과 1985년 사이에 키가 작은 많은 사람들이 시체의 뇌하수체에서 추출한 인간 성장 호르몬 주사를 맞았습니다. 이 샘플 중 일부는 프리온으로 오염되어 특정 환자들에게 희귀하고 치명적인 뇌 장애인 크로이츠펠트-야콥병을 유발했습니다.
이러한 보고가 알려지면서 치료가 중단되었지만 그 당시 약 30,000명이 이미 그 주사를 맞았습니다. 2012년 현재 연구원들은 이러한 성장 호르몬 주사와 신경외과 및 이식을 포함한 기타 의료 절차의 결과인 크로이츠펠트-야콥병 사례를 전 세계적으로 450건 확인했습니다."

이전의 동물 연구에서도 알츠하이머병의 특징인 아밀로이드 베타 단백질을 쥐나 원숭이에게 소량 주입하면 자가 증식하는 '씨앗'으로 작용하여 단백질이 잘못 접히는 연쇄 반응을 일으킨다는 것을 발견했습니다. 이는 알츠하이머 환자에게서 볼 수 있는 병리학과 매우 유사한 결과를 낳습니다.

알츠하이머 환자의 최대 절반이 프리온 유사 단백질을 가지고 있습니다

증가하는 연구는 TDP-43으로 알려진 단백질과 알츠하이머병, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 신경 퇴행성 질환 사이의 설득력 있는 연관성을 밝혀냈습니다. TDP-43은 광우병과 만성 소모성 질환(CWD)에서 볼 수 있는 뇌 파괴의 원인인 프리온처럼 행동합니다.

2011년에 발표된 연구에 따르면 TDP-43의 병리는 알츠하이머 환자의 25~50%, 특히 기억 상실과 관련된 해마 뉴런의 선택적 손실을 특징으로 하는 해마 경화증 환자에서 발견됩니다.

2014년 알츠하이머 협회 국제 회의(Alzheimer's Association International Conference)에서 발표된 연구에 따르면 TDP-43이 있는 알츠하이머 환자는 그렇지 않은 환자보다 사망 시 인지 장애가 발생할 가능성이 10배 더 높은 것으로 나타났습니다.

알츠하이머병: 이중 프리온 장애

캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF) 과학자들의 최근 연구는 알츠하이머병이 프리온 관련 질병이라는 가설에 무게를 더했습니다.

2019년 5월 과학 중개 의학(Science Translational Medicine)에 발표된 이 연구는 알츠하이머병과 관련된 두 가지 특징적인 단백질인 아밀로이드 베타와 타우가 실제로 프리온으로 작용하여 효과적으로 이중 프리온병으로 만든다는 것을 발견했습니다.

프리온은 잘못 접힌 단백질이고 바이러스나 박테리아는 아니지만 정상적인 단백질이 잘못 접히도록 하여 자가 전파 방식으로 퍼지는 이상한 능력을 가지고 있습니다. PrP라고 불리는 첫 번째 프리온은 1980년대에 발견되었는데 그때 크로이츠펠트-야콥병과 SBE의 원인으로 밝혀졌습니다.

UCSF가 언급한 바와 같이, “PrP가 자가 전파 프리온으로 작용할 수 있는 유일한 단백질은 아니며, 다른 종류의 프리온이 잘못 접힌 단백질의 점진적인 독성 축적으로 인한 다른 신경퇴행성 질환의 원인이 될 수 있음이 오랫동안 의심되었습니다.”

실제로 UCSF 연구팀은 최근 개발된 실험실 테스트를 적용해 “알츠하이머 환자 75명의 사후 뇌 조직에서 단백질 아밀로이드 베타와 타우의 자가 증식 프리온 형태를 측정할 수 있었습니다.” 이로써 아밀로이드 플라크와 엉킨 타우가 PrP와 거의 같은 방식으로 퍼져 비슷한 피해를 입히지만 더 느린 속도로 발생한다는 이전의 연구 결과를 확인했습니다.

타우 프리온 수치는 장수와 밀접한 관련이 있습니다

중요하게도, 더 높은 수치의 프리온 유사 아밀로이드 베타 및 타우가 알츠하이머 발병 초기에 이른 나이에 사망한 사람들에게서 발견되었으며, 타우 축적이 가장 강한 상관관계를 나타냅니다. 90세에 알츠하이머로 사망한 환자와 비교하여 40세에 사망한 환자는 뇌에 평균 32배 더 많은 양의 타우 프리온이 있었습니다. UCSF는 다음과 같이 언급합니다.

"알츠하이머병은 현재 아밀로이드 플라크 및 엉킨 타우로 알려진 뇌의 독성 단백질 응집체의 존재를 기반으로 정의되며 인지력 감퇴 및 치매를 동반합니다.
그러나 이러한 불활성 단백질을 제거하여 이 병을 치료하려는 시도는 성공하지 못했습니다. 활성 Aß 및 타우 프리온이 알츠하이머병을 유발할 수 있다는 새로운 증거는 ... 연구원들이 프리온에 직접 초점을 맞춘 새로운 치료법을 탐색하도록 이끌 수 있습니다."

수석 저자이자 UCSF 신경 퇴행성 질환 연구소 소장인 스탠리 프루시너(Stanley Prusiner) 박사는 결과에 대해 다음과 같이 말했습니다.

"저는 이것이 아밀로이드 베타와 타우가 둘 다 프리온이고 알츠하이머병이 이 두 가지 불량 단백질이 함께 뇌를 파괴하는 이중 프리온 장애라는 것을 의심의 여지없이 보여준다고 믿습니다.
프리온 수치가 환자의 수명과도 관련이 있다는 사실은 우리가 이 질병에 대한 치료법을 개발하는 방향에 대해 생각하는 방식을 바꿔야 합니다."

연구의 주저자 중 한 명인 신경퇴행성 질환 연구소(Institute for Neurodegenerative Diseases)의 신경학 조교수인 카를로 콘델로(Carlo Condello) 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다.

"우리는 최근에 겉보기에 유망해 보이는 많은 알츠하이머 치료제가 임상 시험에서 실패하는 것을 보았고 일부에서는 우리가 잘못된 단백질을 표적으로 삼고 있다고 추측합니다. 그러나 실제로 질병을 일으키는 이러한 단백질의 독특한 프리온 형태에 대한 약물을 설계하지 않은 것이라면 어떻게 될까요?
이제 우리는 Aß와 타우의 프리온 형태를 효과적으로 측정할 수 있으므로 이들이 형성 또는 확산되는 것을 방지하거나 손상을 일으키기 전에 뇌에서 제거하는 데 도움이 되는 약물을 개발할 수 있다는 희망이 있습니다."

아밀로이드를 전염성으로 만드는 요인은 무엇일까요?

2014년 프리온(Prion) 저널에 발표된 연구에서는 아밀로이드를 형성하기 쉬운 특정 단백질이 주변을 감염시킬 수 있는 능력이 있는 이유를 알아내려고 했습니다. 여기에서도 저자는 특히 형성된 아밀로이드 플라크와 관련하여 알츠하이머를 프리온병으로 언급했습니다.

"단백질이 아밀로이드 형태로 응집하는 것과 관련된 형태적 질환은 알츠하이머병(AD)과 같은 비감염성 신경퇴행성 질환에서 인간 전염성 해면상뇌증(TSE)과 같은 전염성이 높은 질환에 이르기까지 다양합니다. 이러한 질병들은 일반적으로 프리온병으로 알려져 있습니다.
그러나 모든 아밀로이드가 프리온으로 간주될 수 있기 때문에 ... 아밀로이드를 형성하기 쉬운 각 단백질이 가지고 있는 서로 다른 감염 능력의 근본적인 원인을 찾는 것이 필요합니다.
여기에 제안된 것처럼 고유한 세포독성과 세포당 응집 핵의 수는 모두 각 아밀로이드의 이러한 전염 능력의 핵심 요소가 될 수 있습니다."

저자는 계속해서 아밀로이드는 보편적이고 특정 내부 구조적 특성을 공유하지만 “프리온은 아밀로이드 바다에서 아주 작은 한 방울에 불과하다”라고 말합니다. 아밀로이드가 프리온이 되기 위해서는 응집 과정이 자가 영속화되고 감염성이 되는 일이 발생해야 합니다.

그는 알츠하이머 병의 진행이 크로이츠펠트-야콥병와 비슷하지만, 훨씬 느리고 동일한 전이 경로(비장에서 중추 신경계로)를 따르지 않는다고 지적합니다.

그렇다면 알츠하이머 환자의 아밀로이드가 전염성이 되는 원인은 무엇일까요? 무엇이 그것을 프리온으로 바꾸나요? 이 질문에 답하기 위해 저자는 곰팡이 및 효모 프리온에 대한 연구를 시작합니다.

"최근 그 분야에서 발견된 사실은 응집 핵의 수가 고유한 세포독성과 마찬가지로 아밀로이드 경향이 있는 단백질의 감염 능력에 영향을 미치는 요인이 될 수 있음을 보여주었습니다.
곰팡이 및 효모 프리온 모두에서 세포당 응집 핵의 수는 푸아송 법칙(Poisson's law)에 따라 프리온 감염 가능성을 결정합니다. 따라서 세포당 응집 핵의 수가 많으면 감염성이 증가합니다."라고 그는 썼습니다.

그는 또한 세포독성이 큰 역할을 하며 “각 아밀로이드의 고유한 세포독성은 ... 인간에서 감염성 아밀로이드 및 비감염성 아밀로이드를 구별하는 핵심 요소가 될 수 있다”고 추측합니다.

이듬해인 2015년, 같은 저자는 다른 여러 사람들과 함께 '아밀로이드 아니면 프리온? 그것이 문제입니다.'이라는 제목의 두 번째 논문을 같은 저널에 게재했습니다.

“프리온 전염 현상을 이해하기 위해 많은 노력을 기울였음에도 불구하고, 이 특성이 아미노산 서열에 어떻게 암호화되어 있는지는 여전히 제대로 이해되지 않고 있습니다.”라고 그들은 적었습니다.

이 2015년 논문에 따르면, 효모 프리온을 사용한 실험은 프리온이 형성되기 위해서는 '특히 높은 비율의 글루타민과 아스파라긴이 풍부한 본질적으로 무질서한 서열 영역'이 있어야 함을 보여주었습니다.

알츠하이머병의 항균 보호 가설

한편, 최근의 다른 연구에서는 알츠하이머 환자에게서 발견되는 아밀로이드 베타도 항균성 펩타이드(AMP)임을 시사합니다. AMP는 박테리아, 바이러스 및 곰팡이를 표적으로 하는 타고난 면역 체계의 주요 효과기 단백질입니다. 그들은 또한 염증의 매개체 역할을 하며 사이토카인 방출, 혈관신생 등에 중요한 역할을 합니다.

한 연구에서 저자들은 AMP로서 아밀로이드 베타가 “광범위한 감염원으로부터 숙주를 보호하기 위해 세동을 이용한다”고 제안합니다. 또 다른 연구는 “고대 기원과 광범위한 논의는 인간 Aβ 서열이 면역 역할에 대해 고도로 최적화되어 있음을 시사한다”고 지적합니다.

이와 같은 발견은 아밀로이드 베타 단백질이 실제로 프리온을 표적으로 하고 감염으로부터 숙주를 보호하려고 할 수 있다는 가설을 뒷받침할 것입니다. 즉, 베타 아밀로이드의 존재는 알츠하이머병의 실제 원인이 아니라 프리온 감염에 대한 선천적 방어 기전의 결과일 수 있으며, 아마도 프리온에 감염된 고기 섭취를 통해 획득될 수 있습니다.

이것의 많은 부분은 여전히 추측이지만 흥미로운 아이디어입니다. 그리고 불충분하지만 종간 프리온 감염이 실제로 발생할 수 있다는 몇 가지 증거(아직 재현되지 않음)가 있습니다. 알츠하이머 및 치매(Alzheimer's & Dementia)의 2018년 12월호에 게재된 '알츠하이머병의 항균 보호 가설'에서는 다음과 같이 언급합니다.

"우리는 여기에서 알츠하이머병의 아밀로이드 생성에 대한 새로운 모델을 탐구합니다. 알츠하이머병 아밀로이드증에 대한 이 새로운 관점은 β-아밀로이드의 항균성 역할에 대한 최근의 독립적인 발견과 새로운 실험, 유전 및 역학 데이터를 통합하기 위한 합리적인 프레임워크를 제공하고자 하며, 이는 타고난 면역 매개 염증이 알츠하이머병 신경변성을 전파한다는 것을 시사합니다…
새로운 발견은 Aβ 올리고머화를 비생리학적이고 독점적인 병리학적 활성으로 특성화하는 것과 점점 더 부합하지 않습니다. 최근 연구에 따르면 Aβ는 고대의 고도로 보존된 타고난 면역 효과기 분자입니다.
더욱이, Aβ 올리고머화 및 β-아밀로이드 생성은 병원체 포획을 매개하고 감염으로부터 보호하는 중요한 타고난 면역 경로인 것으로 보입니다.
새로운 AD 아밀로이드 생성 모델. 염증 매개 신경변성에 대한 최근의 발견과 면역에서 Aβ의 역할은 알츠하이머병의 '항균 보호 가설'의 출현으로 이어졌습니다. 이 모델에서 β-아밀로이드 침착은 맞거나 또는 잘못 인식된 면역 도전에 대한 초기의 타고난 면역 반응입니다.
Aβ는 먼저 β-아밀로이드에 침입한 병원체를 포획하고 중화합니다. Aβ 섬유화는 감염과 싸우고 β-아밀로이드 및 병원체 침전물을 제거하는 데 도움이 되는 신경염증 경로를 유도합니다. 알츠하이머병에서 이 경로의 만성적 활성화는 지속적인 염증과 신경변성을 유발합니다.
커져가는 데이터가 알츠하이머병과 증가하는 뇌 미생물 수치를 연관시킵니다. 항균 보호 가설은 증가된 뇌 미생물 부담이 β-아밀로이드 침착, 염증 및 알츠하이머병 진행을 어떻게 직접적으로 악화시킬 수 있는지를 보여줍니다."

알츠하이머는 대부분 예방 가능합니다

흔히 치매는 통제할 수 없는 상태라고 생각하지만, 위험을 크게 줄이기 위해 영향을 줄 수 있는 많은 요인이 있습니다. 여러 요인을 해결하는 것이 중요하므로 한두 가지에만 초점을 맞추지 마십시오.

그렇긴 하지만, 심혈관 건강을 개선하는 것은 훌륭한 시작점입니다. 미토콘드리아 기능 장애를 해결하기 위한 다른 접근법과 결합할 때 인지력 저하를 예방하는 데 매우 효과적일 수 있습니다.

알츠하이머병에 걸릴 위험을 줄이기 위한 다른 전략에는 키토제닉 식단, 오메가-3와 비타민 D의 최적화, 글루텐과 가공식품의 제거, 주기적인(간헐적 및 부분적) 단식 등이 있습니다.

또한, 아밀로이드와 타우 단백질을 적절히 다시 접는 역할을 하는 열충격 단백질을 증가시키는 가장 효과적이고 간단한 전략 중 하나는 근적외선 사우나입니다. 필자는 개인적으로 이것이 50세 이상의 거의 모든 사람들이 정기적으로 참여해야 하는 전략이라고 믿습니다.

출처 및 참조