태어나기 전 

이미 파킨슨병이 시작될 수 있다?

줄기세포 연구에서, 50세 이전에 파킨슨병을 진단받은 환자는 정상인과 처음부터 정상인과 다른 뇌세포를 가지고 태어나서 수십 년간 모르고 지내다가 그 세포가 오작동을 시작하면서 병이 발병되는 것으로 보인다. 



연구자들은 이 질병이 진행되는 것을 강하게 막을 수 있는 약을 찾는 실험도 같이 진행했다. 

파킨슨병은 뇌의 뉴런- 근육의 움직임을 조화롭게 하는 것을 돕는 물질인 도파민을 만드는 뇌세포- 이 손상되거나 죽었을 때 일어난다. 계속 진행되는 병이며, 움직임의 둔화, 근육 경직, 진전, 균형감각 손실의 증상을 보인다. 대부분 원인을 알기 어려워 치료 또한 어렵다.

환자의 대부분은 60대 이상이지만, 10% 정도는 21세~50세 사이에 발병한다. 이번 Nature Medicine 연구는 이처럼 젊은 시기에 발병한 환자들에 주목했으며, 나중에 고위험군 환자에게서 이 질환을 막을 수 있는 초기 대처방안을 마련하는 데 도움이 될 것이다.

이 연구에서, 연구자들은 젊은 시기에 파킨슨 질환을 진단받은 환자의 세포에서 iPSCs로 알려진 특별한 줄기세포를 만들었다. iPSCs란 pluripotent stem cells의 약자로, 유도 만능 줄기세포를 말한다. 성인의 혈액을 채취하여 원시 배아 상태인 “과거로” 돌려보낸다. iPSCs는 모든 종류의 세포를 생산할 수 있고, 유전적으로 환자 자신의 것과 동일하다. 



연구진은 각 환자로부터 도파민 뉴런을 생산하는 iPSCs를 실험실에서 배양한 후 뉴런의 기능을 분석했다. 여기서 두 가지 핵심 문제가 관찰되었는데, 첫째는 대부분 파킨슨 환자에서 일어나는 alpha-synuclein이라는 단백질 축적이고, 둘째는 리소좀의 오작동인데, 이 또한 alpha-synuclein 증가의 원인이 된다.

조기 발병 파킨슨의 첫 징후는 도파민 뉴런이 계속해서 20~30년의 기간 동안 alpha-synuclein을 잘못 처리하다 결국 증상이 발현되는 것으로 보인다.

또, 연구자들은 iPSC 모델을 사용해 수많은 약들을 테스트해서 이러한 비정상적인 과정을 되돌릴 수 있는 것을 찾아보았는데, 이미 FAD에 의해 승인받아 피부암 전 단계 치료재료 쓰이는 PEP005라는 약이 세포실험과 쥐 실험에서 도파민 뉴런에서 증가되어 있는 alph-synuclein 수치를 감소시키는 것을 발견했다.

이 약은 또한 환자들의 도파민 뉴런에서 발견되는 비정상적으로 증가되어 있는 활성화된 protein kinase C 효소 수치에도 대응하는 것으로 보인다. 물론, 이 효소가 파킨슨 질환과 어떤 관계가 있는지는 아직 밝혀지지 않았다.  

지금은 젤 타입으로만 사용 가능한 PEP005를 앞으로 어떻게 뇌로 전달해서 강력하게 파킨슨 조기 발병을 막을 것인가에 대한 추가 연구가 진행될 것이다. 이번 연구에서 밝혀진 조기 발병 파킨슨 환자의 뉴런에서 보인 비정상적인 특징이 다른 종류의 파킨슨병 환자에게서도 보이는지에 대한 연구도 필요해 보인다. 

Journal Reference:

1.    A. H. Laperle, S. Sances, N. Yucer, V. J. Dardov, V. J. Garcia, R. Ho, A. N. Fulton, M. R. Jones, K. M. Roxas, P. Avalos, D. West, M. G. Banuelos, Z. Shu, R. Murali, N. T. Maidment, J. E. Van Eyk, M. Tagliati, C. N. Svendsen. iPSC modeling of young-onset Parkinson’s disease reveals a molecular signature of disease and novel therapeutic candidates. Nature Medicine, 2020; DOI: 10.1038/s41591-019-0739-1