한국원자력의학원(원장 김미숙)은 이해준ㆍ최재용 박사와 인하대병원 이민경 박사 연구팀이 알츠하이머병 진행에 따른 뇌 속 글루타메이트계의 변화를 양전자방출단층촬영술(PET)로 규명하고 조기진단 가능성을 제시했다고 17일 밝혔다.

알츠하이머병은 아직까지 근본적인 치료법이 개발되지 않은 실정으로 지난해 연구팀은 알츠하이머병의 원인인자인 신경세포 파괴 단백질 베타아밀로이드의 침착이 기억과 관련된 글루타메이트계를 감소시키는 것을 확인하고, 이를 알츠하이머병의 지표로 제시했다.

글루타메이트계는 학습과 기억에 관여하는 뇌 신호전달체계이다.

연구팀은 뇌의 신경전달물질 중 가장 높은 비율을 차지하면서 신경독소에 취약한 글루타메이트계가 알츠하이머병이 진행되면서 어떻게 변화하는지 파악하기 위해 실험용 쥐를 이용해 출생 시부터 9개월 간 연속적인 변화를 관찰했다.

연구팀은 글루타메이트계에 선택적으로 결합하는 방사성의약품을 알츠하이머병 쥐에게 주사한 후 양전자방출단층촬영술(PET)을 시행한 결과, 글루타메이트계의 방사성의약품 섭취가 생후 5개월에 약 27%로 낮게 나타나고, 7개월에 다소 높아졌다가 9개월에 다시 27%로 낮아지는 것을 확인했다.

알츠하이머병 쥐에서 기억손상 및 과활성 등의 행동이상은 생후 7개월부터 나타났다.

연구팀은 그동안 비임상 동물모델에서 자기공명영상술(MRI)과 같은 분자영상으로는 알츠하이머병을 감별하기 어려웠던 점을 극복해 글루타메이트 양전자방출단층촬영술을 알츠하이머병에 대한 새로운 진단 지표로 활용할 수 있음을 지난해에 이어 이번 후속 연구로 확인했고, 조기 치료의 근거도 얻었다.

좌) 정상군과 알츠하이머 질병 모델에서 행동양상 및 조직병리 및 기능적 분자영상 종단연구에 대한 실험 프로토콜 우) 정상군과 알츠하이머병 질병 모델에서 시간에 경과에 따른 글루타메이트계 방사성의약품에 대한 뇌섭취 비교

연구결과는 국제 학술지 ’노화신경생물학(Neurobiology of Aging)‘  2019년 8월 9일자 온라인 판에 ‘Age dependency of mGluR5 availability in 5xFAD mice measured by PET’ 논문명으로 게재됐다.

연구팀은 “이번 연구결과를 토대로 알츠하이머병 진행에 따른 글루타메이트계 변화를 밝히기 위해 신경염증을 그 원인에 두고 후속 연구를 계속 진행할 예정이다.”라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘뇌질환 극복 방사선의학 선도기술개발’ 사업과 ‘생애 첫 연구’ 사업의 일환으로 수행됐다.