자가소화 작용은 리소좀의 소화 작용 중 하나로, 세포 내 소기관 중 손상되거나 노화된 기관을 제거하는 작용이다. 특히, 자가소화 작용은 포유류 세포에서 비정상적인 단백질 응집체를 제거하는 데 필수적인 분해 경로이며 단백질 항상성과 신경 건강을 담당한다. 많은 연구에서 알츠하이머의 초기 단계에서 자가포식 질환에 이상이 생겼다고 주장한다.
알츠하이머성 치매는 기억 상실 및 다중 인지 장애를 특징으로 하는 진행성 신경퇴행성 질환이다. 수십 년에 걸친 연구를 통해 현재에는 미토콘드리아 손상, 시냅스 기능 장애, 아밀로이드 베타 형성 및 축적, 과인산화된 타우의 형성 및 축적, 조절되지 않은 마이크로RNA를 포함한 여러 세포 내 변화가 알츠하이머병의 발병 및 진행에 관계되어 있음이 밝혀졌다. 알츠하이머 환자에게는 시냅스 손상 및 뉴런 손실이 나타난다. 이 중 미토콘드리아 기능 장애와 시냅스 손상은 질병 과정의 초기에 주로 관찰된다. 최근 연구에서는 아밀로이드 베타 단백질 및 인산화 타우가 자가포식 작용 특히, 미토콘드리아 포식작용(미토파지)의 결함을 유발함이 관찰되었다. 고령이 됨에 따라 축적되는 아밀로이드 베타 단백질 및 인산화 타우는 여러 자가포식 작용 및 미토파지와 관련된 단백질의 양의 감소를 유발한다. 게다가, 아밀로이드 베타 단백질과 미토콘드리아 분열 단백질인 Drp1 사이의 비정상적인 상호작용 또한 관찰되었다. 이외에도 인산화된 타우 및 Drp1 단백질과의 상호작용이나 아밀로이드 베타 단백질과 PINK1 유전자와의 상호작용은 손상된 미토콘드리아 및 기타 세포소기관이 뉴런에서 제거되는 것을 억제헀다.
최근 연구는 알츠하이머 환자의 뉴런에서 아밀로이드 베타 단백질 및 인산화 타우의 증가가 자가포식 작용 및 미토파지의 결함에 의해 나타남을 보이고자 한다. 또한, 이는 비정상적인 미토콘드리아의 분열, 과도한 분열 증가 및 융합 감소, 미토콘드리아 생합성 결함, ATP 생성량의 감소, 자유 라디칼 및 지질 과산화 증가, 사이토크롬 감소를 비롯한 미토콘드리아 기능 장애의 여러 측면을 보여준다. 사이토크롬 c 산화효소 (COX) 활성 및 알츠하이머 환자의 칼슘 항상성 또한 이와 관련있다. 많은 연구는 Drp1의 농도 증가 또는 아밀로이드 베타 단백질 및 인산화 타우의 감소를 통해 손상된 자가포식 작용 및 미토파지 메커니즘을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 고민하고 있다. 해당 연구 내용을 바탕으로 알츠하이머의 치료 방법이 더욱 발전하길 소망한다.
참고 문헌