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김혜연
김혜연(Hye Yun Kim) 저자 이메일 보기
연세대학교 약학대학
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Chemical-Driven Outflow of Dissociated Amyloid Burden from Brain to Blood

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

10대 사망원인 중 하나로 알려진 알츠하이머병의 진단은 현재 신경심리평가, 뇌구조분석, 뇌바이오마커영상 등 다양한 검사결과를 종합하여 이루어집니다. 혈액을 이용한 질병의 진단기술은 이와 같은 복잡한 검사 과정에 앞서 시행할 수 있는 간단한 검사로 알츠하이머병에 적용할 수 있다면, 초기 진단에 유용하기 때문에 상용화를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 현재 알츠하이머병의 진단을 위한 혈액 기반 진단기술은, 환자의 혈액에서만 특이하게 관찰되는 아밀로이드베타와 타우 등의 단백질 바이오마커를 검출하고 이를 진단에 이용하는 기술이 대부분입니다. 그러나 이 단백질들은 혈액 내에서 짧은 시간 안에 분해되어 현저히 낮은 농도(pg/mL)로 존재하게되므로 고감도의 특수장비를 사용하거나 혈액에 추가적인 처리를 해야 측정이 가능합니다. 이런 이유로 특수장비를 이용한 진단법은 보편화에 있어 어려움이 많습니다.

저희 연구팀은 뇌 안의 아밀로이드베타의 응집체를 제거하여 주는 기전의 소분자화합물을 이용하여 혈액진단에 적용하였습니다.
알츠하이머병 환자의 유전자가 삽입된 형질전환 생쥐 모델과 정상 생쥐 90여 마리를 다양한 나이대와 성별로 나눠 12주간 반복채혈을 진행하고 혈액 내 아밀로이드베타를 분석하였습니다. 우선, 첫 3주 동안 약물 투약 없이 채혈하여 일반적인 효소면역측정법(ELISA)으로는 극저농도의 혈중 아밀로이드베타의 측정이 불가능하다는 점을 확인하였습니다. 4주 차부터 약물 투약과 동시에 반복 채혈을 진행한 결과, 알츠하이머 형질전환 생쥐의 뇌에서 약물에 의해 혈액에서 약물 투약 전보다 최대 128배 증가한 아밀로이드베타가 효소면역측정법으로 확인하였습니다. 또한, 아밀로이드베타 플라크와 성상교세포가 감소하는 치료 효과를 관찰 하였습니다.

최근, 알츠하이머 환자에게 아밀로이드베타 항체를 주입하여, 뇌 안의 플라크를 제거하여 치료 효과를 나타나는 항체신약이 FDA승인을 받았습니다. 100여년전 처음 알츠하이머를 발견한 이후 처음으로 승인이 된 알츠하이머 치료용 약물입니다. 저희가 이 연구에서 사용한 소분자화합물 역시 항체신약과 같이 플라크를 제거하여 주는 기전의 물질로, 빠르게 플라크를 분해되고 혈액으로 빠져나와 혈액 내 아밀로이드베타의 농도변화를 일으키게 됩니다. 이로써, 간단하게 질병의 진단이 이루어지고, 또한 이 약물의 장기투여시 뇌 내 플라크의 제거효과에 따른 치료효과까지 기대할 수 있습니다. 이런 방향의 연구가 현재 진단법과 치료법이 없는 알츠하이머병의 진단과 치료를 동시에 진행할 수 있는 효과적인 테라그노시스 구현의 밑거름이 될 수 있지 않을까 생각해봅니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저희 연구실(http://chembio.yonsei.ac.kr)은 인천 송도의 연세대학교 국제캠퍼스에 위치하고 있으며, 화학생물학(Chemical Biology)를 기반으로 알츠하이머병 신약후보물질개발, 진단기술개발, 기전연구를 하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저희 연구실은 펩타이드를 합성하는 일부터, 분자세포실험, 동물실험, 임상시료 연구까지 모두 수행하고 있는, 다양한 연구기술이 구현되고 있는 곳입니다. 저에게는 이번이 4번째 한빛사인데요, 저희의 열정과 그에 따른 결과를 이렇게 지속적으로 보여드릴 수 있는 곳에 제가 속하여 있다는 것이 너무 감사하고 자부심이 생깁니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

연구하면서 지치는 순간들이 많이 있겠지만, 한번 해보겠다라는 마음을 먹었다면, 잘 버텨보시기 바랍니다. 인고의 시간을 겪은 뒤에 마주하는 그 결과들은 정말 짜릿하고 행복합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저희의 이번 논문에 관한 연구는, 설치류에서 만큼은 정말 놀라우리만큼 잘 구현이 되는 알츠하이머용 혈액진단 기술입니다. 장기적으로 본다면 치료도 동시에 가능한 접근법이기도 합니다. 빠른 시일 내에 고등동물에서도 이런 효과를 기대할 수 있는지 시험해 볼 수 있는 날이 오기를 고대하여 봅니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

연구실의 전통인 논문케익입니다. 초의 개수 역시 저희 전통에 따라 논문의 impact factor 만큼입니다. ^^

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#알츠하이머병 #혈액진단 #베타아밀로이드
Category: Medicine, Chemical Biology, Neuroscience
등록일 2022-02-16
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