니코틴아마이드와 녹차가 알츠하이머병에서 자가 정화를 '촉발'하는 방식

제로사이언스 연구소(RA 산타나, JM 맥휘트, GJ 브루어 외 연구진)의 과학자들은 노화 뉴런의 구아노신 삼인산(GTP) 결핍이 독성 베타-아밀로이드 플라크 제거를 방해하고, 니코틴아마이드와 녹차의 폴리페놀인 EGCG의 조합이 GTP 저장량을 회복하고, 세포 내 이입과 자가포식을 "재설정"하며, 세포 사멸을 예방한다는 사실을 발견했습니다. 이 연구는 제로 사이언스 저널에 게재되었습니다.

왜 이것이 중요한가요?

알츠하이머병(AD)에서는 베타 아밀로이드(Aβ) 응집체가 뇌에 축적되어 시냅스를 파괴하고 신경 세포 사멸을 초래합니다. 지금까지 대부분의 치료는 Aβ를 직접 파괴하거나 관련 독성 효과로부터 신경 세포를 보호하는 데 집중되어 왔습니다. 하지만 새로운 연구는 대안적인 접근 방식을 제시합니다. 바로 신경 세포의 에너지 균형을 조절하여 자가 정화 능력을 회복하는 것입니다.

GTP 결핍은 클리어런스를 억제합니다

• GTP의 역할: ATP 외에도 GTP는 세포 내 수송과 식세포작용/내포작용을 조절하는 GTP 활성 GTPase(예: Rab7, Arl8b)의 기능에 필요합니다.
• 연령 관련 변화: 노화와 3×Tg-AD 형질전환 마우스 모델에서 해마 신경 세포의 자유 GTP 저장량이 감소하여 Rab7과 Arl8b 기능이 방해를 받고 자가포식 흐름이 차단됩니다.

실험실 연구

1. GEVAL 센서: 연구진은 유전적으로 프로그래밍된 GEVAL 센서를 사용하여 살아있는 뉴런의 GTP/GDP 수치를 실시간으로 측정했습니다. 오래된 세포에서 GTP/GDP 비율은 젊은 세포보다 40~50% 낮았습니다.

2. 식세포작용과 세포내포작용의 조절:

   • 라파마이신(자기포식 자극제)은 예상치 못하게 GTP를 더욱 감소시켜 에너지 위기를 악화시키고 세포 사멸을 가속화했습니다.

   • 바필로마이신(리소좀 융합 억제제)은 GTP를 증가시켰지만 클리어런스를 차단하여 신경 세포에 해를 끼쳤습니다.

3. 분자의 도움으로 젊음을 되찾으세요:

• 노화된 신경 세포를 2 mM 니코틴아마이드(NAD⁺ 전구체)와 녹차에서 추출한 2 µM EGCG로 16시간 동안 배양하면 GTP 수치가 젊은 세포 수준으로 회복됩니다.
• 이로 인해 Rab7 매개 내포작용과 Arl8b 의존적 자가포식이 활성화되어 다음과 같은 결과가 나타났습니다.
  • 세포 내 Aβ 응집체의 상당한 제거,
  • 신경 세포 생존율을 30~40% 향상시킵니다.
  • 산화 스트레스 지표의 감소(단백질 질산화).

저자의 인용문

"신경 세포의 연령 관련 GTP 결핍은 노화의 비가역적인 부분이 아니라 치료 가능한 목표라는 것을 보여주었습니다. GTP 결핍이 회복되면 식세포작용과 세포내이입이 말 그대로 '재부팅'되어 세포가 스스로 독소를 제거할 수 있습니다."라고 연구 책임자인 리카르도 산타나 박사는 말했습니다.

공동 저자인 제임스 맥휘트 교수는 "EGCG와 니코틴아마이드는 이미 임상에서 사용되고 있으며, 이 두 가지를 함께 사용하면 신경 세포의 단백질 항상성에 직접적으로 영향을 미쳐 AD의 진행을 늦추거나 심지어 역전시킬 수 있는 가능성이 있다는 것이 이제 분명해졌습니다."라고 덧붙였습니다.

저자는 특히 세 가지 핵심 사항을 강조합니다.

1. 가역적 표적으로서의 GTP 결핍
   "알츠하이머병 초기 단계는 신경 세포의 완전한 사멸보다는 GTP 에너지의 기능적 결핍이 특징인 것으로 보입니다."라고 리카르도 산타나 박사는 말합니다. "GTP를 회복함으로써 우리는 본질적으로 세포의 자정 작용 기전을 '재설정'하고 신경 세포가 생존할 기회를 얻게 됩니다."

2. 니코틴아마이드와 EGCG의 시너지 효과
   제임스 맥휘트 교수는 "니코틴아마이드는 NAD⁺ 재생에 관여하고 GTP 생합성을 간접적으로 지원하는 반면, EGCG는 Nrf2를 통해 항산화 경로를 활성화합니다."라고 설명했습니다. "이 두 가지의 조합은 자가포식과 세포내이입을 회복하는 데 놀라울 정도로 강력한 효과를 보였습니다."

3. 임상 시험으로의 빠른 진입
   "두 성분 모두 이미 임상적으로 사용되고 있으며 안전성 프로파일이 양호합니다."라고 그랜트 브루어 박사는 덧붙였습니다. "이를 통해 초기 증상 환자를 대상으로 시험을 진행하여 예비 결과를 확인하고 신속하게 치료를 시작할 수 있는 가능성이 열립니다."

임상 적용 가능성

• 사용 가능한 성분: 니코틴아마이드와 EGCG는 안전한 식품 첨가물로 등재되어 있어 임상 시험으로의 전환이 용이합니다.
• 시험 프로그램: 과학자들은 AD 초기 단계의 환자를 대상으로 복용량, 치료 기간 및 내약성을 평가하기 위한 시범 연구를 계획하고 있습니다.
• 새로운 치료 목표: 신경 GTP 에너지를 회복하면 Aβ와 타우 병리를 표적으로 하는 기존 접근 방식을 보완하여 포괄적인 치료 전략을 만들 수 있습니다.

결론: 이 연구는 GTP 에너지 결핍이 독성 단백질 축적의 주요 가역적 원인임을 밝히고 신경 세포 자체 세척을 회복하고 신경 퇴화를 예방하기 위한 분자적 "핵심"인 니코틴아마이드와 EGCG의 조합을 제안합니다.