과학자들은 조발성 치매 환자의 뇌에서 특정 단백질의 독특한 클러스터를 발견하여 연구자에게 잠재적인 원인, 진단 도구 및 궁극적인 치료 목표를 제시했습니다. 의학 연구 위원회(MRC) 분자생물학 연구소의 과학자들은 전두측두엽 치매가 진행되는 동안 TAF15 단백질이 비정상적으로 축적된다는 사실을 발견했습니다.
다른 신경퇴행성 질환에서 단백질 응집과 아밀로이드 형성에 대한 광범위한 연구가 진행되고 있는 반면, 전두측두엽 치매의 작용 메커니즘은 지금까지 과학에서 파악되지 않았습니다.
이번 연구의 주저자인 Benjamin Ryskeldi-Falcon 박사는 “이 발견은 전두측두엽 치매의 분자적 기초에 대한 우리의 이해를 변화시켰습니다.”라고 말했습니다. "이것은 드문 발견이며 신경퇴행성 질환에서 응집되는 것으로 알려진 작은 단백질 그룹의 새로운 구성원입니다."
"이제 우리는 이 핵심 단백질과 그 구조를 확인했으므로 알츠하이머병의 특징인 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 응집을 표적으로 삼는 전략과 유사하게 이 전두측두엽 치매의 진단과 치료를 위해 이 단백질을 표적으로 삼을 수 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다.
연구자들은 원자 분해능 저온전자현미경(cryo-EM)을 사용해 사망한 전두측두엽 치매 환자 4명의 뇌를 연구했습니다. 그들은 이전에 질병의 원인으로 여겨졌던 FUS 단백질의 응집에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다. 그러나 그들은 TAF15에서 새로운 분자 악당을 발견했습니다.
제1저자인 스테판 테터(Stephan Tetter)는 "이 연구 이전에는 TAF15가 신경퇴행성 질환에서 아밀로이드 필라멘트를 형성하는 것으로 알려지지 않았으며 이 단백질의 구조도 존재하지 않았기 때문에 이것은 예상치 못한 결과였습니다. 저온전자현미경은 치매와 광범위한 신경퇴행성 질환의 분자 병리학에 대한 우리의 이해를 변화시켜 이전 기술이 제공할 수 없었던 통찰력을 제공했습니다."라고 말했습니다.
또한 연구자들은 TAF15가 운동 신경 질환(MND)과도 연관되어 있음을 발견하여 이 진행성 신경 질환에 대한 더 나은 진단 및 치료법을 개발하기 위한 새로운 연구의 길을 열었습니다.
Ryskeldi-Falcon 박사는 "전두측두엽 치매를 앓고 있는 일부 사람들은 운동 신경 질환을 앓고 있는데, 이는 환자가 점차적으로 근육에 대한 통제력을 상실하는 질병입니다."라고 말했습니다. "이 연구에서 뇌를 기증한 두 사람은 두 가지 질환을 모두 가지고 있었습니다. 연구자들은 이 사람들에게서 운동 신경 질환과 관련된 뇌 영역에서 동일한 TAF15 클러스터링을 발견했습니다."
전두측두엽 치매는 성격, 행동, 감정을 조절하는 영역인 뇌의 전두엽과 측두엽의 점진적인 퇴화를 말하며, 45~65세 연령층에서 가장 흔히 진단되기 때문에 조발성 치매라고 합니다. 약 10%의 경우에는 이 "불량" 단백질이 뿌리에 있는 것으로 보입니다.
TAF15가 치매와 MND에 어떻게 기여하는지, 그리고 이들 사이에 어떤 잠재적 연관성이 있을 수 있는지는 아직 불분명하지만 이것이 MRC 과학자들의 다음 단계입니다.
Ryskeldi-Falcon 박사는 “우리는 현재 전두측두엽 치매가 없는 운동 신경 질환 환자에게 비정상적인 TAF15 집합체가 존재하는지 조사하고 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 "저온전자현미경을 수행하는 기술적인 어려움으로 인해 우리는 4명의 뇌만 볼 수 있다는 것을 의미했습니다. 그러나 이제 핵심 단백질과 그 구조를 알았으므로 수백 명의 환자 샘플에서 이러한 비정상적인 단백질 집합체를 선별하여 그것이 얼마나 널리 퍼져 있는지 테스트할 수 있는 도구를 개발하는 것이 가능합니다."라고 덧붙였습니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.