별세포는 뇌세포를 절반 이상 구성하는 별 모양의 비신경세포이다.
알츠하이머나 염증 등 주변 환경에 의해 수·크기가 증가하는 '반응성 별세포'는 마오(MAO)-B 효소를 발현해 푸트레신(putrescine)으로부터 억제성 신경전달물질인 가바(GABA)를 생성해, 기억력 감퇴를 일으킨다.
연구진은 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학 연구소 류훈 단장 연구팀과 함께 주로 간에서 해로운 암모니아를 해독해 소변 주성분인 요소를 생성하는 '요소회로'가 뇌 속 별세포에도 존재함을 밝혔다.
반응성 별세포에서 활성화한 요소회로가 푸트레신과 가바 생성을 유도해 치매를 유발한다는 것이다.
연구진은 독성 물질인 아밀로이드 베타가 있는 별세포에서 요소회로를 이루는 효소인 OTC·ARG1·ODC1 등의 활성·발현량이 증가하고, 합성된 요소 양도 늘어나는 사실을 확인했다.
이때 ODC1을 억제하면 요소회로를 통해 생성되는 푸트레신·가바가 감소하고, 알츠하이머 모델 생쥐의 기억력도 회복됐다.
지금까지 치매의 주원인은 아밀로이드 베타로 여겨졌으나, 임상실험에서 아밀로이드 베타를 제거해도 중증 치매가 지속하면서 치매 치료제 개발에는 실패한 상황이다.
이창준 단장은 "새로운 억제제 선도물질로서 요소회로 효소 ODC1의 가능성을 확인했다"며 "전임상 시험을 통해 ODC1 효능과 독성 등을 확인하고 신규 알츠하이머 치매 치료제 개발에 착수할 계획"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '세포 대사'(Cell Metabolism)에 온라인 게재됐다.
