단백질 응집과 세포 간 전파는 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병 등 다양한 퇴행성 뇌질환의 병리적 진행에서 핵심적인 역할을 합니다. 이들 질환에서는 잘못 접힌 단백질이 뇌에 비정상적으로 축적되어 신경세포의 기능을 저해하고, 세포 사멸을 유도합니다. 특히, α-시뉴클레인, 타우, 아밀로이드-β와 같은 단백질의 응집체는 단일 세포 내에 국한되지 않고, 인접한 신경세포로 전파되어 병리적 변화를 확산시킵니다. 우리 연구실은 이러한 단백질 응집 및 세포 간 전파의 분자적 메커니즘을 심층적으로 규명하고자 다양한 동물 모델과 세포 모델을 활용하여 연구를 진행하고 있습니다. 예를 들어, α-시뉴클레인 프리폼드 피브릴(PFF) 모델을 통해 병리 단백질의 전파 경로와 수용체, 그리고 이 과정에 관여하는 신호전달 경로를 분석합니다. 또한, 단백질 응집체가 신경세포 내에서 어떻게 형성되고, 어떤 경로를 통해 인접 세포로 이동하는지에 대한 실험적 접근을 통해 새로운 치료 타겟을 발굴하고 있습니다. 이러한 연구는 퇴행성 뇌질환의 조기 진단 및 진행 억제를 위한 바이오마커 개발과 치료 전략 수립에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 궁극적으로 단백질 응집 및 전파를 차단하거나 조절하는 신약 개발로 이어질 수 있으며, 이는 환자의 삶의 질 향상과 사회적 부담 경감에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

신경퇴행성 질환에서는 신경세포의 사멸뿐만 아니라, 미세아교세포와 성상세포 등 신경교세포의 활성화와 상호작용이 중요한 역할을 합니다. 정상적인 뇌에서는 신경세포와 교세포 간의 상호작용이 항상성을 유지하고 신경 기능을 지원하지만, 질병 상태에서는 이러한 상호작용이 비정상적으로 변하여 신경염증을 유발하고, 신경세포의 손상을 가속화합니다. 특히, 미세아교세포의 만성적 활성화는 프로염증성 사이토카인 분비와 독성 물질의 생산을 촉진하여 성상세포를 독성 A1 페노타입으로 전환시키고, 이는 신경세포 사멸을 유도합니다. 우리 연구실은 미세아교세포-성상세포-신경세포 축의 분자적 상호작용, 신경염증의 조절 기전, 그리고 이 과정에서 관여하는 신호전달 경로를 집중적으로 연구하고 있습니다. 이를 위해 다양한 유전자 변형 동물모델, 단일세포 오믹스, 단백질체 분석 등 첨단 기법을 활용하고 있습니다. 이러한 연구는 신경염증을 조절하거나 교세포의 병적 활성화를 억제하는 새로운 치료법 개발에 중요한 단서를 제공합니다. 더 나아가, 신경퇴행성 질환의 진행을 늦추거나 예방할 수 있는 혁신적 치료 전략을 제시함으로써, 환자와 가족, 그리고 사회 전체에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

퇴행성 뇌질환의 근본적 치료법이 부재한 현 상황에서, 우리 연구실은 질환의 병인 기전을 표적으로 하는 혁신적 치료 전략과 신약 개발에 주력하고 있습니다. 단백질 응집 억제, 세포 간 전파 차단, 신경염증 조절, 자가포식(autophagy) 활성화 등 다양한 접근법을 바탕으로, 질환의 진행을 억제하거나 신경세포의 생존을 촉진하는 후보 물질을 탐색하고 있습니다. 예를 들어, α-시뉴클레인 응집을 억제하거나 제거하는 소분자 화합물, 파킨슨병 모델에서 도파민 신경세포의 생존을 돕는 외부 유래 베지클(EV) 기반 치료제, 그리고 미세아교세포-성상세포 상호작용을 조절하는 신약 후보 등이 연구되고 있습니다. 또한, 자가포식 경로를 활성화하여 병리 단백질의 제거를 촉진하는 약물의 효능을 동물 모델과 세포 모델에서 검증하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 임상 적용을 목표로 하며, 국내외 제약사 및 연구기관과의 협력을 통해 신약 후보의 전임상 및 임상시험 진입을 적극적으로 추진하고 있습니다. 궁극적으로, 환자 맞춤형 치료법 개발과 퇴행성 뇌질환의 완치에 한 걸음 더 다가가는 것을 목표로 하고 있습니다.