매일 아침 쥐 실험실에서 반복되는 장면이다. 정상 쥐는 3분 안에 숨을 곳을 찾지만, 특정 단백질이 없는 쥐는 6개월이 지나자 길을 잃기 시작한다. 이 차이가 알츠하이머 치료의 새로운 실마리를 쥐고 있다.
CSE 단백질, 기억력 형성의 핵심 조절자로 확인
존스홉킨스 의대 연구팀은 국립보건원(NIH) 자금 지원을 받아 CSE(Cystathionine γ-lyase, 황화수소를 생성하는 효소)가 기억력 형성에 결정적 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. CSE는 썩은 계란 냄새를 내는 황화수소 가스를 만드는 단백질로, 뇌에서 극소량 존재한다. 연구팀은 유전자 조작 쥐를 이용해 CSE가 없는 쥐에서 학습 능력과 기억력에 문제가 발생하는 것을 관찰했다. 이 쥐들은 산화 스트레스 증가, DNA 손상, 혈액뇌장벽(뇌를 보호하는 혈관 장벽) 약화 등 알츠하이머병의 전형적 특징을 모두 보였다.
예전에는 질환 모델 쥐만 봤다면, 이제는 CSE 단독 효과를 분리
예전 연구들은 알츠하이머나 헌팅턴병 같은 신경퇴행성 질환 유전자 변이를 가진 쥐를 대상으로 CSE의 영향을 관찰했다. 2014년 솔로몬 스나이더 명예교수팀은 CSE가 헌팅턴병 쥐의 뇌 건강을 지지한다는 사실을 보고했다. 2021년에는 알츠하이머병 쥐에서 CSE 기능이 저하됐고, 극소량 황화수소 주사가 뇌 기능을 보호한다는 결과를 얻었다. 이번 연구는 질환 유전자 없이 CSE만 제거한 쥐를 사용해, CSE 자체가 인지 기능의 주요 조절자임을 단독으로 입증했다. 연구팀은 2008년 개발된 동일한 유전자 변형 쥐 계통을 사용해 비교 실험을 진행했다. 반즈 미로(밝은 빛을 피해 숨는 장소를 찾는 기억력 테스트) 실험에서 생후 2개월에는 정상 쥐와 CSE 결핍 쥐 모두 3분 내 은신처를 찾았지만, 6개월 시점에서 CSE 결핍 쥐는 길을 찾지 못했다. 전자현미경 분석 결과, CSE 결핍 쥐의 뇌에서는 혈관 파열과 신경세포 생성 단백질 감소, 새로 생성된 신경세포의 해마(기억을 담당하는 뇌 부위) 도달 장애가 확인됐다.
