[헬쓰in논문] 국내 연구진이 초음파를 이용한 뇌자극으로 알츠하이머 치료하는 새로운 치료법을 발견해 화제가 되고 있다.
알츠하이머병은 아밀로이드 베타 단백질의 응집(플라크)과 타우 단백질이 뇌 안에 축적되어 신경 퇴행 및 인지기능 저하를 유발하는 질환으로, 치매의 60~70%를 차지하는 가장 흔한 원인으로 알려져 있다.
지스트(광주과학기술원, GIST)는 20일, 의생명공학과 김태 교수와 김재관 교수 공동연구팀이 초음파를 이용한 뇌자극으로 알츠하이머병 생쥐 모델인 '5xFAD'에서 아밀로이드 베타 플라크를 줄이고 뇌 연결성이 개선되었음을 보고했다고 밝혔다.
아밀로이드 베타는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 폴리펩타이드로서 알츠하이머병의 발병 원인 물질 중의 하나로 알려져 있다.
이번 연구는 약물을 사용하지 않고 초음파를 이용하여 알츠하이머병을 유발하는 원인 중 하나인 뇌 조직 내 아밀로이드 베타의 양을 감소시키는데 성공했다는 점에서 임상 활용 가치가 높게 평가받고 있다.
특히 알츠하이머병 치료법 개발의 주요 난제 중 하나인 아밀로이드 베타 감소를 비약물, 비침습적으로 달성함으로써 임상 활용에 한 걸음 다가설 수 있게 되었다.
이번 연구성과를 담은 논문은 신경과학 분야의 SCI급 저명 국제학술지 ‘Translational Neurodegeneration(IF=8.014)'에 12월 7일자 온라인판에 게재됐다.
논문명은 'Effects of transcranial ultrasound stimulation pulsed at 40 Hz on Aβ plaques and brain rhythms in 5xFAD mice (5xFAD 생쥐의 뇌파와 베타 아밀로이드 플라크에 대한 40 HZ 펄스 경두개 초음파 자극의 효과)'이며, GIST 김 태 교수와 김재관 교수가 공동교신저자로, GIST 박민철 박사과정생과 Hoang Gia Minh 대학원생이 공동제1저자로 참여했다.
연구팀의 김태 교수와 김재관 교수는 “이번 연구는 서로 다른 학문 분야의 두 연구팀이 융합연구를 통해 이룬 성과”라면서 “초음파를 이용하여 비약물적, 비침습적으로 아밀로이드 베타를 감소시키는 방법은 비교적 안전하고 부작용의 우려가 적어 알츠하이머 환자에서 효능이 확인되면 빠른 시일 내에 임상적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
아밀로이드 베타 가설을 기반으로 하는 알츠하이머병 치료약 개발은 많은 노력에도 불구하고 아직 큰 진전을 보이지 못하고 있는 실정이다.
최근 아밀로이드 베타에 대한 항체를 기반으로 한 치료제가 미국 FDA의 조건부 승인을 받은 것이 유일하다.
이번 연구는 비약물적 치료법 개발의 가능성을 제시하며, 기존의 약물적 치료의 한계를 넘어설 수 있는 방법으로 주목받고 있다.
연구팀은 새로운 치료법 개발을 위해 알츠하이머병 동물 모델의 뇌에 초음파를 이용하여 40 헤르츠의 감마 리듬으로 자극하였다.
생쥐의 두개골 위에 초음파 발생 소자를 부착하고 자유롭게 움직일 수 있는 상태에서 하루 2시간씩 2주간 초음파 자극을 시행하였으며, 그 결과 자극 군에서 뇌 내에 있는 아밀로이드 베타의 수치가 감소한 것을 확인할 수 있었다.
뿐만 아니라 연구팀은 뇌파를 측정할 수 있는 전극을 두개골 위에 고정하고 초음파 자극 전후의 뇌파 변화를 분석하였다. 40 헤르츠 대역의 뇌파 증가 및 위상-주파수 결합의 증가가 관찰되었으며, 이러한 뇌 연결성의 개선은 뇌 기능이 향상되었음을 의미한다.
이번 연구는 한국 연구재단 개인기초연구사업, 뇌과학원천기술개발사업 및 선도연구센터지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
