알츠하이머 발병에 일부 바이러스 감염이 영향을 줄 수 있다는 연구들이 주목받는 가운데, 국내 연구진이 새로운 치료 후보물질로 바이러스 감염과 알츠하이머 간 연결고리를 끊는 데 성공했다.

고려대학교 의과대학 융합의학교실 신옥 교수(사진 왼쪽) 연구팀(고려대 의대 오수진 박사‧사진 오른쪽, 동아대 의대 윤진호 교수‧사진 가운데)은 바이러스 감염과 알츠하이머의 연관성을 밝히고, 신약 후보물질 ALT001을 활용해 연결을 차단했다.

알츠하이머는 가장 흔한 치매 유형으로, 최근 연구에 따르면 HSV-1(단순 헤르페스 바이러스 1형) 등 신경 감염 바이러스가 퇴행성 뇌질환 발병에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 HSV-1 감염이 퇴행성 뇌질환을 어떻게 가속화하는지는 명확히 규명되지 않았다.

연구팀은 먼저 HSV-1 감염이 뇌 면역세포인 미세아교세포의 기능에 미치는 영향을 분석했다. 생쥐와 인간 유래 미세아교세포, 미세아교세포-신경세포 공배양 모델, 뇌 오가노이드(인공 미니 뇌 모델) 등 다양한 실험 시스템을 통해, HSV-1 감염이 손상된 미토콘드리아를 제거하는 세포 내 정리 과정인 미토파지를 방해하고 그로 인해 미토콘드리아 기능이 저하된다는 사실을 확인했다.

또한, 해당 감염이 뇌 속에 쌓이는 단백질 덩어리인 아밀로이드 응집체를 제거하는 식세포작용을 방해해 퇴행성 뇌질환을 가속화할 수 있음을 입증했다.

이를 토대로 연구팀이 개발한 미토파지 촉진제 ALT001은 HSV-1 감염을 억제하고 신경 염증을 완화하는 효과를 보였다. ALT001은 바이러스에 감염된 미세아교세포의 미토파지 기능을 정상화했다. 그 결과, 바이러스 증식을 효과적으로 억제하는 동시에 신경 염증 반응을 감소시켰다. 그리고 미세아교세포가 아밀로이드 응집체를 더 잘 제거할 수 있도록 도와주는 효과도 확인됐다.

고대 의대 융합의학교실 신옥 교수는 “이번 연구는 바이러스 감염이 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌질환을 악화시킬 수 있음을 분자 수준에서 입증한 동시에, 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다”라며, “특히 미세아교세포에서 HSV-1 감염이 미토파지에 미치는 영향을 규명한 것은 기존 신경세포 중심 연구와는 차별화되는 성과로, ALT001은 향후 다양한 바이러스성 신경질환 치료에 적용될 수 있다”라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 세계적 학술지 테라노스틱스(Theranostics, IF 12.4)에 ‘ALT001을 통한 미토파지의 약리학적 타겟팅이 단순포진 바이러스 1 매개 미세아교세포 염증을 개선하고 HSV1 감염을 제어하여 아밀로이드 베타 식세포작용을 촉진(Pharmacological targeting of mitophagy via ALT001 improves herpes simplex virus 1-mediated microglial inflammation and promotes amyloid beta phagocytosis by restricting HSV1 infection)’이라는 제목으로 최근 게재됐다.