KAIST 공동연구진이 발표한 약 53% 감소는 알츠하이머병의 특징을 보이는 생쥐에서 측정한 아밀로이드 베타 침착 감소율입니다. 실험용 단백질 ZF2-4-P9를 투여한 생쥐의 대뇌피질과 해마에서 침착 지표가 대조군보다 각각 약 53% 낮았습니다. 단백질의 뭉치는 방식을 바꾸는 치료 전략을 제시한 전임상 결과이며, 사람에게서 치매 증상이 개선됐거나 치료제가 개발됐다는 뜻은 아닙니다.

아밀로이드 베타가 뭉치면 왜 문제가 되나요?

아밀로이드 베타(Aβ)는 아밀로이드 전구체 단백질이 잘리면서 생기는 짧은 단백질 조각입니다. 생성된 조각이 제거되는 과정과 균형을 이루지 못하면 여러 조각이 서로 붙어 응집체를 만들 수 있습니다. 알츠하이머병 뇌에서 관찰되는 특징 중 하나가 아밀로이드 베타가 뇌 조직에 쌓여 형성된 침착물입니다.

아밀로이드 베타는 작은 응집체부터 길게 자란 섬유와 큰 침착물까지 여러 형태를 취합니다. 모양과 크기에 따라 세포에 미치는 영향이 달라질 수 있어 뇌 조직의 침착량, 세포 손상 정도, 기억·학습 수행을 따로 측정합니다. 이번 연구의 53%는 이 가운데 뇌 조직에서 측정한 침착량에 해당합니다.

 

 

아연집게 단백질 ZF2-4는 응집체에 어떻게 작용했나요?

연구진이 활용한 ‘아연집게’는 아연을 중심으로 구조를 유지하는 단백질 부위입니다. 유전자 활동 조절에 관여하는 것으로 알려진 이 구조를 이용해, 연구진은 아밀로이드 베타에 직접 달라붙는 ZF2-4를 살폈습니다. 컴퓨터 모형과 실험에서 ZF2-4는 아밀로이드 베타가 서로 결합하는 데 중요한 부위와 상호작용했습니다.

아밀로이드 베타가 길고 단단한 섬유로 자라려면 단백질 조각들이 특정한 방식으로 배열돼야 합니다. ZF2-4가 결합한 조건에서는 이 배열이 달라져 긴 독성 섬유의 형성이 줄고, 실험에서 세포에 덜 해로운 응집 형태가 만들어졌습니다. 연구의 초점은 단백질이 어떤 구조로 뭉치느냐를 조절하는 데 있습니다.

연구팀은 이미 형성된 섬유에도 ZF2-4를 적용했습니다. 처리 후 길고 굵은 섬유가 짧고 가는 조각으로 바뀌었으며, 세포에 미치는 독성이 낮아졌습니다. 세포 실험에서 관찰한 독성 감소와 생쥐 뇌에서 잰 침착 감소는 서로 다른 측정입니다. 만들어진 조각이 살아 있는 뇌에서 얼마나 오래 남고 어떤 방식으로 처리되는지도 후속 연구에서 확인할 항목입니다.

생쥐 실험의 ‘53%’, 무엇을 어떻게 비교했나요?

뇌혈관은 혈액 속 물질이 뇌에 쉽게 들어오지 못하게 막는 혈액·뇌 장벽을 이룹니다. 연구진은 ZF2-4에 장벽을 통과하는 데 도움을 주는 부분을 붙여 ZF2-4-P9를 만들었습니다. 세포와 단백질 실험에서는 ZF2-4의 작용을 살폈고, 동물실험에는 뇌로 전달되도록 변형한 ZF2-4-P9를 사용했습니다.

동물실험에는 아밀로이드 베타가 뇌에 쌓이는 특징을 보이는 APP/PS1 유전자 변형 생쥐를 사용했습니다. 연구진은 투여군과 대조군의 뇌 조직을 항체로 염색해 아밀로이드 베타 침착을 비교했습니다. 논문에 따르면 투여군의 두정엽 대뇌피질과 해마에서 항체에 반응한 침착 지표가 각각 52.7%, 52.9% 낮았습니다. KAIST 발표의 ‘각각 약 53%’는 두 측정값을 반올림한 표현입니다.

두 뇌 부위에서 차이가 나타났다는 사실은 약물이 뇌 안에서 작용했을 가능성을 뒷받침합니다. 다만 측정 대상은 특정 부위의 침착이므로 뇌 전체의 아밀로이드 베타 양이나 모든 종류의 독성 응집체가 같은 비율로 줄었다고 해석하기는 어렵습니다. 생쥐별 반응 차이도 있었으므로 사람에게 투여했을 때 기대할 감소율로 사용할 수 없습니다.

인지기능은 얼마나 좋아졌나요?

KAIST 발표에 따르면 투여군에서 뇌 면역세포인 미세아교세포의 과도한 활성도 줄었습니다. 감소 폭은 대뇌피질에서 약 29%, 해마에서 약 50%였습니다. 미세아교세포는 뇌를 보호하고 손상에 반응하는 세포이므로 활성 변화만으로 장기적으로 유익한 면역 반응이 유지되는지까지 판단할 수는 없습니다.

행동시험에서는 생쥐가 익숙한 물체와 새로운 물체를 구분하는 인식 기억 지표가 개선됐습니다. 다른 기억·학습 과제에서는 통계적으로 유의한 개선이 확인되지 않았습니다. 물체를 구분하는 한 가지 과제에서 나타난 변화는 사람의 언어·판단·일상생활 기능이 회복됐다는 결과와 다릅니다.

기존 아밀로이드 표적 치료제와 무엇이 다른가요?

레카네맙과 도나네맙은 아밀로이드 베타를 표적으로 하는 항체 치료제입니다. 미국 식품의약국(FDA)은 아밀로이드 병리가 확인된 초기 알츠하이머병 환자 등을 대상으로 한 임상시험 자료를 검토했습니다. 이 계열 약물에서는 뇌 부종이나 미세출혈로 나타날 수 있는 아밀로이드 관련 영상 이상(ARIA)도 중요한 안전성 항목입니다.

KAIST 연구는 아연집게 단백질이 아밀로이드 베타에 결합해 응집 경로를 바꾸고 이미 생긴 섬유의 성질도 바꿀 수 있는지 살핀 접근입니다. 기존 항체와 직접 비교한 사람 대상 시험 자료는 공개되지 않았습니다. 따라서 작용 원리가 다르다는 점을 근거로 부작용이 더 적다거나 치료 효과가 더 크다고 판단할 수는 없습니다.

사람 대상 임상시험과 상용화 일정은 확인됐나요?

11월 5일 확인한 KAIST 발표와 원문 논문에는 ZF2-4-P9를 사람에게 투여한 임상 결과나 상용화 일정이 나오지 않습니다. 사람에게 적용하려면 뇌에 도달하는 양과 지속 시간, 반복 투여에 따른 독성, 면역계가 외부 단백질에 보이는 반응 등을 먼저 확인해야 합니다. 단백질의 품질을 일정하게 유지하면서 생산할 수 있는지도 개발에 필요한 검증입니다.

임상에 들어가더라도 뇌의 침착이 줄었는지와 기억·일상생활 기능의 저하가 실제로 늦어지는지는 따로 평가해야 합니다. 환자와 가족은 ‘53%’라는 숫자를 볼 때 대상이 사람인지 동물인지, 지표가 침착량인지 증상인지 먼저 확인하세요. 이 실험에서 ‘아연집게’는 설계한 단백질 구조를 가리킵니다. 아연 영양제를 복용하면 같은 효과가 난다는 근거는 이 연구에서 제시하지 않았습니다.

KAIST 공동연구진과 논문 원문

KAIST 화학과 임미희 교수팀과 전북대 화학과 이승재 교수팀, 한국생명공학연구원 이철호·김경심 박사, 한국기초과학지원연구원 이영호 박사, 기초과학연구원 박지용 박사가 공동으로 수행했습니다. 박성민·황윤하·곽지민이 공동 제1저자로 참여했습니다. 논문 ‘Zinc Fingers as Programmable Metalloprotein Scaffolds for Altering Pathogenic Biomolecular Phase Transitions’는 2026년 9월 30일 《Advanced Science》에 온라인 게재됐으며, KAIST는 11월 5일 연구 내용을 발표했습니다.

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