알츠하이머병은 전 세계 치매의 주요 원인으로 꼽히는 진행성 뇌 질환으로, 연구자들에게는 오랜 골칫거리이자 수백만 명에게는 저주나 다름없다. 수십 년의 노력과 수십억 달러의 자금에도 불구하고 치료제는 여전히 요원하다. 최근 아밀로이드 β(Aβ)를 표적으로 하는 새로운 항체 기반 치료법이 등장했지만, 그 효과는 기대에 훨씬 못 미친다. 게다가 비싸고 면역 관련 부작용을 유발할 수 있어, 마치 방에 연기를 가득 채우는 소화기만큼이나 도움이 된다.
여기에 아르기닌이 등장한다. 자연 발생 아미노산으로 이미 일반의약품 보충제로 판매되며 가격은 평범한 샌드위치 정도다. 긴키대학과 협력 기관 연구진이 《Neurochemistry International》에 발표한 연구에 따르면, 아르기닌은 알츠하이머 동물 모델에서 유해한 Aβ 단백질 축적을 줄일 수 있다. 아르기닌은 또한 안전한 화학 샤페론 역할을 하여 단백질이 올바른 구조를 유지하도록 돕는데, 이는 분자들을 위한 일종의 복도 감시자나 다름없다.
연구팀에는 오사카 소재 긴키대학 의학부 신경학과의 대학원생 후지이 카나코, 나가이 요시타카 교수, 그리고 타케우치 토시히데 준교수가 포함되어 있으며, 이번 연구에 사용된 용량과 방법은 연구용으로 특별히 설계된 것이지 상업 제품과 동일하지 않다고 강조했다. 그러니 아직은 동네 약국에서 아르기닌 보충제를 마구 복용하지 말기 바란다.
실험실 실험에서 과학자들은 먼저 아르기닌이 특히 독성이 강한 Aβ42 응집체의 형성을 차단할 수 있음을 보여주었다. 효과는 농도가 높을수록 증가했는데, 가끔은 더 많은 것이 정말 더 나은 경우도 있다. 그런 다음 두 가지 잘 확립된 알츠하이머 모델에서 경구 아르기닌을 테스트했고, 두 경우 모두 아르기닌 처리가 Aβ 축적을 줄이고 유해 효과를 완화시켰다.
나가이 교수는 "우리 연구는 아르기닌이 시험관 내와 생체 내에서 모두 Aβ 응집을 억제할 수 있음을 보여줍니다. 이 발견이 흥미로운 이유는 아르기닌이 이미 임상적으로 안전하고 값싸다는 것이 알려져 있어, 알츠하이머병 치료 옵션으로 재조명될 유망한 후보이기 때문입니다"라고 설명한다.
쥐 모델에서 이점은 단백질 축적 감소에 그치지 않았다. 아르기닌은 아밀로이드 플라크 수치를 낮추고 뇌 내 불용성 Aβ42 양을 줄였다. 치료받은 쥐는 행동 테스트에서 더 나은 성과를 보였는데, 이는 아마 미로를 더 적은 잘못된 경로로 통과했다는 뜻일 것이다. 연구진은 아르기닌이 알츠하이머의 주요 특징인 신경염증과 관련된 전염증성 사이토카인 유전자의 활성을 감소시킨다는 사실을 발견했다. 이는 아르기닌이 유해한 단백질 응집을 예방할 뿐만 아니라 더 광범위하게 뇌 세포를 보호할 수 있음을 시사한다.
나가이 교수는 "우리의 발견은 단백질 오접힘과 응집으로 인한 신경퇴행성 질환에 대한 아르기닌 기반 전략 개발의 새로운 가능성을 열어줍니다. 뛰어난 안전성 프로필과 저렴한 비용을 고려할 때, 아르기닌은 알츠하이머병 및 잠재적으로 다른 관련 질환에 대한 임상 시험으로 신속히 전환될 수 있습니다"라고 말한다.
이 연구는 기존의 잘 확립된 화합물의 새로운 용도를 찾는 약물 재창출에 대한 관심이 높아지고 있음을 보여준다. 아르기닌은 일본에서 이미 임상적으로 사용되고 있으며 안전하게 뇌에 도달하는 것으로 입증되었기 때문에, 전통적인 약물 개발 속도를 늦추는 초기 장애물 중 일부를 우회할 수 있다. 그럼에도 연구진은 더 많은 연구가 필요하다고 경고한다. 이러한 결과가 인간에서 재현될 수 있는지 확인하고 가장 효과적인 용량 전략을 수립하기 위해서는 추가 전임상 및 임상 연구가 필요할 것이다.
그럼에도 불구하고, 이 발견은 단순한 영양학적 또는 약리학적 접근법이 아밀로이드 축적을 줄이고 뇌 기능을 개선하는 데 도움이 될 수 있다는 강력한 초기 증거를 제공한다. 치료제로서의 잠재력 외에도, 이 연구는 Aβ 단백질이 어떻게 형성되고 축적되는지에 대한 새로운 빛을 던져준다.