송 교수팀이 만든 유도만능줄기세포주는 알츠하이머병의 원인 중 하나인 ‘프리세닐린 1(Presenilin 1) 유전자 돌연변이’가 있는 환자의 혈액으로 제작됐다. 이 유전자 변이가 있는 혈액으로 세포주를 제작한 것은 이번이 세계 최초다.
이 세포주는 신경세포로 분화 시 ▲베타 아밀로이드 단백질의 증가 ▲인산화된 타우 단백질의 축적 ▲미토콘드리아 및 오토파지(autophage)의 기능장애 등 알츠하이머병 환자의 병리학적 특성을 잘 나타낸다. 세포의 이러한 특성은 향후 여러 알츠하이머 치료제 후보물질을 대상으로 약물 스크리닝을 진행할 때 병리학적 특성이나 독성 여부 등을 확인하는데 활용될 수 있다.
알츠하이머병은 치매를 일으키는 신경퇴행성질환으로, 증상을 완화하는 약물만 있을 뿐 현재까지 개발된 치료제는 없다. 지난 20여년 동안 알츠하이머병 치료제 개발을 위해 여러 다국적 제약사에서 300회 이상의 임상시험을 진행했지만 모두 실패했다.
기존에는 알츠하이머병 관련 유전자를 과발현시킨 세포나 동물모델 등을 약물 스크리닝에 이용했는데, 이들은 모두 인위적인 조작을 통해 만들어진 것으로 알츠하이머병 환자의 병리학적 특성을 정확하게 나타내지 못하는 한계가 있었다.
송지환 교수는 “알츠하이머병 환자의 혈액으로 제작한 유도만능줄기세포를 신경세포로 분화시켰을 때 알츠하이머병 환자의 병리학적 특성을 잘 나타내 신약 스크리닝에 활용 가능하다”며 “이번 연구결과를 바탕으로 알츠하이머병 신약 후보물질을 발굴하는 등 연구를 진전시킬 계획”이라고 말했다.
이번 연구는 한국보건산업진흥원, 한국연구재단 및 ㈜아이피에스바이오의 지원을 받아 진행됐고, 연구결과는 세포생물학 분야 국제학술지인 ‘셀 플로리퍼레이션(Cell Proliferation)’에 ‘프리세닐린1 유전자 돌연변이(S170F)를 갖는 조발성 알츠하이머병 환자 유래 유도만능줄기세포로부터 분화시킨 대뇌 피질 신경세포의 병리학적 특성 발현’이라는 제목으로 게재됐다.