■젊은 사람은 왜 알츠하이머에 잘 걸리지 안는가?
뇌도 세포로 이루어진 장기이기 때문에 활동을 한 후에는 노폐물이 생깁니다.노폐물에는 여러 가지가 있는데 그 일종이 베타 아밀로이드나 타우라고 불리는 단백질입니다.이 단백질들이 뇌 조직에 비정상적으로 축적되는 것과 치매 와 관련이 있습니다.
알츠하이머병 환자의 뇌에는 이 단백질들이 비정상적으로 축적돼 있어 이른바 노인 반점이라고 불리는 뇌의 기미를 형성하고 있습니다.그 결과 해마나 대뇌피질이 손상을 입으면 이른바 알츠하이머병(알츠하이머 치매)이 되고 기억과 공간 인지를 비롯한 인지장애가 생기는 것입니다.
최근 이 베타 아밀로이드를 표적으로 한 항체 의약품이 알츠하이머의 특효약인지 주목받고 있습니다만, 베타 아밀로이드의 이상 축적은 원인이 아니라 단순한 결과에 불과하다는 설도 있어 아직 통일적인 견해를 얻지 못했습니다.
이 단백질들은 결코 노인의 뇌에서만 만들어지는 것이 아니라 젊은 뇌에서도 만들어지고 있습니다.
그럼 왜 젊은 사람들은 치매에 걸리기 안는 것일까요.
■뇌 세포와 세포 틈새에 쌓인 노폐물 씻어넨다
그 답은 뇌의 자정작용에 있다고 합니다.뇌 속에서는 뇌척수액이라는 액체가 혈액으로 만들어져 하루에 4~5번 바뀌는 속도로 두개골 아래를 천천히 순환하고 있습니다.2012년 미국 로체스터 대학에서 진행된 연구에 따르면 아무래도 이 뇌척수액이 뇌 조직 내부로 침투해 세포와 세포 사이에 쌓인 노폐물을 씻어내는 구조가 있는 것으로 나타났습니다.
그 후의 연구에서는, 이 뇌의 세정이 깊은 수면 중에 생기는 것 ③이나 체내 시계와 연동되어 있는 것 ④ 등이 차례차례 보고되고 있습니다.
아울러 2016년 미국 MIT에서 진행된 연구에서는 초당 40회 점멸하는 빛을 보임으로써 뇌 노폐물 제거를 촉진하고 알츠하이머 모델 마우스에서 인지기능 개선을 보이는 것으로 나타났습니다. ⑤.그 후의 연구에서는 빛뿐만 아니라 소리 자극이나 그 조합에도 효과가 있는 것으로 보고되었습니다.
뇌는 신경세포의 전기적인 활동에 의해 정보를 주고받는데, 그 집단적인 활동은 뇌파로 기록됩니다.이 뇌파의 파도의 성질(진동수)을 조사하는 것으로, 자고 있는지, 릴랙스하고 있는지, 집중하고 있는지 등의 몸 상태를 알 수 있습니다.1초에 40회라는 진동수는 감마파라고 불리는 뇌파로 동물이 집중해서 무언가를 하거나 하는 인지 기능과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.
한편 Alzheimer’s 환자에서는 이 감마파가 줄어들고 있는 경향이 있는데 이것이 인지 기능이 저하되는 것과 관련이 있지 않을까 하는 생각이 듭니다.
1초에 40회의 빛이나 소리 자극을 실시함으로써 뇌의 전기 활동이 거기에 ‘동조’를 일으키고, 그 결과 인지 기능이 개선된 것이 아닐까 생각됩니다.이러한 기술은 간단하게 실시할 수 있기 때문에 인간에 대한 응용에 대한 기대가 높아지고 있습니다.그러나 2023년에는 40번의 빛이나 소리 자극을 해도 Alzheimer’s이 개선되지 않았다는 반증 논문도 나와 뇌과학 중 가장 핫한 화제가 되고 있습니다.⑥.
■수면에 더해 운동으로도 뇌 속 물줄기가 좋아진다
한편, 깜빡이는 빛이 아니더라도 단순히 시각 자극을 통해 뇌의 노폐물을 씻어낼 수 있다는 것을 보여준 연구 결과가 미국 보스턴 대학의 연구에 의해 제시되고 있습니다.
이 연구에서는 체커보드의 모양을 16초간 제시한 후 16초간 깜깜하게 하는 시각 자극을 1시간에 걸쳐 반복적으로 실시했습니다.그 결과 뇌척수액 유입이 증가했다는 것입니다.이는 시각 자극을 반복적으로 유지함으로써 뇌 혈류가 증가했기 때문이라고 생각됩니다.
게다가 사실 수면뿐만 아니라 운동에 의해서도 뇌 속의 물줄기가 좋아진다는 이야기도 있습니다⑦⑧. 어쨌든 일할 때는 일하고, 마음껏 잔다, 탄력.뇌 건강의 비결은 이것뿐일지도 모르겠네요.
① Lee J.-H, et al. Faulty autolysosome acidification in Alzheimer’s disease mouse models induces autophagic build-up of A β in neurons, yielding senile plaques. Nat Neurosci. 2022;25: 688-701 .
② Iliff J. J.,et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β . Sci. Transl Med. 2012;4: 147ra111.
③ Xie L. et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science 2014;342, 373-377.
④ Hablitz L. M, et al. Circadian control of brain glymphatic and lymphatic fluid flow. Nat Commun.2022;11: 4411
⑤ Iaccarino et al., Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia, Nature volume 540, 2016;pages230–235.
⑥ Soula et al., Forty-hertz light stimulation does not entrain native gamma oscillations in Alzheimer’s disease model mice, Nature Neuroscience volume 26, 2023;pages570–578.
⑦ von Holstein-Rathlou S,et al. Voluntary running enhances glymphatic influx in awake behaving, young mice. Neurosci Lett. 2018; 662: 253-258.
⑧ He X, et al. Voluntary Exercise Promotes Glymphatic Clearance of Amyloid Beta and Reduces the Activation of Astrocytes and Microglia in Aged Mice. 2017 10.3389/fnmol.2017.00144
실제로 알츠하이머 치매에 대해 줄기세포 치료를 받으신 분들의 소감
※이하, 동영상의 한국어 번역입니다.
빅터는 캐나다인으로 레비 소체형 치매와 파킨소니즘 진단을 받았습니다.그는 이 진단을 얻기까지 오랜 시간이 걸렸습니다.저는 그의 증상을 조사하거나 인터넷으로 그의 무엇이 문제인지 조사하고 있었습니다.그래서 저는 다양한 것에 대해 많은 것을 배웠다는 것을 깨달았습니다.하지만 그 병이 어떤 건지 몰랐어요.그리고 마침내 그것이 레비 소체라는 것을 알게 되었습니다.
그의 기억력은 괜찮았지만, 그의 증상을 주치의에게 말했습니다. 왜냐하면 그는 방향 감각이 결여되어 걸음걸이는 팔을 흔들지 않고 마치 그 자리에 없는 것처럼 입을 벌리고 멍한 표정을 지었으며, 사고의 순서가 그다지 좋지 않고 시계를 그릴 수도 없게 되었기 때문입니다.
그는 전혀 다른 사람이 되었어요.저에게 너무 의존하게 되어 행복한 내색도 웃을 일도, 즐길 일도, 대화를 시작하는 일도 없어졌습니다.현재 나타난 것이 아니라 나타나지 않았을 뿐 그의 행동은 훨씬 심했어요.
말하자면 그는 약 10년 동안 고속도로에서 거꾸로 가고 있었고, 나는 그가 주의를 기울이지 않았다고 생각했을 뿐 남편이 치매라고는 결코 생각하지 않지만 뭔가 잘못되었다고 생각하면서 나는 그것이 무엇인지 알 수 없었습니다.
그가 치료를 시작한 것은 약 1년 전이었다고 생각합니다.나는 무엇을 기대할 수 있는지 정말 몰랐지만, 그 후 조금씩 그는 간호사와 대화를 시작했고, 그의 눈은 더 밝아졌고, 그곳에 있던 다른 환자들과 대화를 시작했습니다.
그리고 그 사람들은 나에게 빅터는 매우 잘하고 있다, 대단하다, 그는 픽클볼을 하고 있을 때 그의 반응은 더 빨랐고, 그는 발로 공을 차고 있다, 그는 웃고 있었다, 더 행복해 보였다고 말했습니다.
그는 냉장고 위치를 알고 있고 바비큐를 하러 가는 방향을 알고 있어 항상 그의 방향을 바꿀 필요는 없어졌습니다.그리고 마침 그 장소에 가는데 모두가 그가 얼마나 베리를 하고 있는지 알려줬어요.
저는 그가 상태가 좋아졌다고 생각하는 것 뿐이라고 생각했을 뿐이었는데, 다른 사람이 와서 그에게 “대단하네, 빅은 잘 지내냐, 빅은 같이 있으니까 나도 간다”고 말하는 것을 보고 정말 기뻤습니다.그래요, 그는 함께 있어요, 사실 대부분의 사람들은 그가 치매라고는 전혀 생각하지 않아요
그는 퍼킨스주의 때문에 조금 천천히 걸을 뿐이었지만, 그는 훌륭한 생활을 하고 있기 때문에 실제로는 큰 증상이 없습니다. 왜냐하면 그는 훌륭한 삶을 살고 있기 때문입니다.
줄기세포에 의한 Alzheimer's 치매 치료에 대한 설명
줄기세포 치료는 Alzheimer’s에 잠재적으로 도움이 되는 많은 이론적 이유가 있는 것입니다.
줄기세포는 신체에 많은 영향을 미칩니다.
줄기세포란 체내에서 다른 종류의 세포로 분화할 수 있는 초기 세포인데, 다른 사람에게서 채취한 줄기세포를 Alzheimer’s 환자에게 투여하면 그 Alzheimer’s 환자에게 많은 긍정적인 효과를 줄 것으로 기대할 수 있다고 우리는 생각합니다.
그 효과에는 Alzheimer’s 환자의 뇌 염증 경감이 포함됩니다.염증은 우리가 문제 삼고 있는 문제입니다.
또 외부에서 줄기세포를 체내에 투여하면 신체가 독자적인 줄기세포를 생성하는 것을 돕고 그 결과 뇌가 새로운 세포를 생성할 수 있다고 생각합니다.
Alzheimer’s을 줄기세포로 치료하는 것은 Alzheimer’s의 병세를 개선할 수 있다고 믿기 때문에 다양한 방법으로 뇌 자가 복구를 도울 수 있습니다.그러나 줄기세포를 여러 번 나누어 투여한 사람은 없습니다.
즉, 줄기세포 연구는 모두 다양한 방법으로 세포를 1회 투여하여 척수액에 정맥 내 투여하는 것입니다.
우리가 하고자 하는 것은 혁신적이고 독특하지만, 그 효과에 대해서는 아직 정보를 얻지 못했기 때문에 이 연구에서의 가장 큰 우려는 여러 번 투여의 안전성입니다.
이 연구는 환자가 10명뿐이고, 그 환자들 모두가 줄기세포를 투여받았습니다.전체 환자 중 5명이 줄기세포를 1회 용량으로 투여받았고 나머지 5명이 줄기세포를 다른 용량으로 투여받았습니다.각각의 투여량은 1년 동안 13주마다 투여되었습니다.
우리가 알고 싶은 것은 여러 번 투여된 세포에 대해 예기치 못한 반응이 있는지 여부입니다.줄기세포는 비록 다른 사람의 세포일지라도 확실하게 성공하기 위해 유전적으로 면역학적으로 일치해야 하는 신장이식이나 골수이식, 수혈 등에 있어 타인으로부터 이식하는 경우와는 달리 면역학적 반응을 일으키지 않는다는 것을 알고 있습니다.이 정보는 줄기세포의 단회 투여를 기반으로 하기 때문에 우리는 모두 단회 투여를 받아도 면역반응 없이 견딜 수 있습니다.
현재 여러 번 투여하면 면역학적으로 어떤 효과가 있는지 확인하려고 합니다. 우리가 여러 차례 투여에 관심을 갖는 이유는 Alzheimer’s은 만성질환이고 진행되면 시간이 지나면서 악화되기 때문에 줄기세포가 효과가 있다면 여러 차례 투여할 필요가 있다고 생각하기 때문입니다.
누군가 Alzheimer’s 치매에 걸린 한 일정한 규칙성을 가지고 투여해야 하기 때문에 우리는 여러 차례 투여가 인간에게 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 이 연구들을 진행하고 있는데, 인간 Alzheimer’s에서 무엇이 예상되는지 알기 위해 미리 진행하고 있는 동물실험이 있습니다.
Alzheimer’s에 걸린 사람이Alzheimer’s에 걸리면 인간의 뇌에 같은 병리가 일어나도록 유전자 조작된 마우스 모델의 마우스가 있습니다.Alzheimer’s에 걸린 경우 행동에도 변화가 보입니다.
이러한 병리학적 변화는 이러한 병리학적 변화가 없는 생쥐처럼 미로를 통과하거나 치즈를 찾는 것이 쉽지 않습니다.따라서 이 실험들은 인간을 치료할 경우 어떤 것이 예상되는지 알 수 있기 때문에 마우스를 여러 차례 주사하여 치료했지만 문제는 발견되지 않았습니다.인간도 이를 견딜 수 있게 되어 개선을 볼 수 있기를 기대하고 있습니다.