근위축성측삭경화증(ALS) 환자의 뉴런을 파괴하는 것으로 알려진 단백질(SOD1)이 실제로 반대 효과를 나타낼 수 있는 것으로 밝혀졌다.

루게릭병으로도 알려진 ALS는 자발적인 근육운동을 제어하는 ​​신경세포인 운동뉴런이 점차 악화된다. 치료법은 없으며 호흡부전의 결과로 대부분 사망한다. ALS의 정확한 원인은 분명하지 않지만 SOD1 유전자 돌연변이를 유력한 원인으로 추정하고 있다.

이전 연구에 따르면 돌연변이가 유독성 SOD1 단백질의 생산을 유도하고 이들이 운동신경세포를 파괴할 수 있는 섬유질 응집체를 형성한다.

여기에는 두 가지 유형의 섬유질 응집체가 있다. 하나는 소수의 SOD1 단백질만으로 만들어진 작은 응집체 다른 하나는 몇 가지 SOD1 단백질과 섬유질을 포함한 큰 응집체다.

미국 노스캐롤라이나대 연구진은 이전 연구에서 ‘삼량체(trimers)라 불리는 단 3개의 SOD1 단백질로 만들어진 섬유응집체가 운동뉴런과 유사한 세포를 파괴할 수 있다는 것을 발견했다. 그러나 큰 섬유응집체의 독성에 대한 증거는 희박해 뉴런에 손상을 주는지 여부를 확인하지 못했다.

연구진은 큰 섬유응집체가 신경세포 사멸의 원인인지에 대한 여부를 확인하기 위해 삼량체와 큰 섬유응집체가 신경세포에 미치는 영향을 살펴봤다.

그 결과, SOD1 유전자 돌연변이가 삼량체 구조와 다른 돌연변이를 안정화시키고 작은 구조를 희생시켜 큰 섬유응집체의 생성을 촉진시키는 것을 확인했다.

연구진은 정상적인 SOD1 단백질을 보유하고 있는 운동신경세포와 비교해 본 결과, 주로 삼량체를 형성하는 SOD1 돌연변이 단백질이 운동신경유사세포를 죽였다는 사실을 발견했다.

그러나 SOD1 돌연변이 단백질이 삼량체를 억제하는 큰 섬유응집체를 형성하면 운동신경유사세포의 기능이 정상 SOD1 세포와 유사했다. 이는 큰 섬유응집체가 뉴런을 파괴하지 않을 뿐 아니라 보호한다는 것을 의미한다.

SOD1의 작은 응집체가 신경질환을 일으킬 수 있지만, 큰 응집체는 오히려 신경세포를 보호하는 데 도움이 될 수 있다는 것이다.

연구진은 “SOD1 응집체에서 신경독성의 기원을 밝혀내면 파킨슨병 및 알츠하이머병 같은 신경퇴행성질환 전체의 근원을 밝힐 수 있다"고 설명했다.

이 연구 논문은 ‘국립과학아카데미회보’ 최신호에 보고됐다.