서울의대 묵인희 교수 연구팀이 알츠하이머병 병리와 갑상선 기능 저하증, 특히 뇌 내 갑상선 호르몬 결핍 간의 상호 관계를 최초 규명했다고 18일 밝혔다.

연구팀에 따르면 갑상선 호르몬은 뇌 발달과 기능에 중요한 호르몬이고 갑상선 호르몬 수치의 불균형은 뇌 건강에 문제를 일으키고 인지장애를 나타내는 알츠하이머병의 발병과 진행에 위험 요인으로 알려졌다. 특히 갑상선 기능 저하증은 인지적 기억 능력 저하 및 뇌 안개와 같은 알츠하이머병의 증상과 상당한 유사함을 보인다.

▲ 묵 인희 교수

여러 역학 연구 결과에서 알츠하이머병 환자의 혈액, 뇌척수액, 사후 뇌 조직에서 갑상선 호르몬 수치의 변화가 보고되었지만, 뇌 속 갑상선 호르몬 대사 과정의 변화와 갑상선 호르몬 결핍이 병리학적 변화를 일으키는 명확한 기전은 아직 알려지지 않았다.

이에 연구팀은 알츠하이머성 치매 쥐의 뇌 속 갑상선 호르몬 수치의 변화를 확인한 결과 해마 영역에서 갑상선 호르몬의 수치가 질병 초기 단계부터 감소하였고, 이는 혈중 갑상선 호르몬 수치 감소보다 더 빠르게 일어나는 것을 규명했다.

치매 쥐의 해마 영역 내 갑상선 호르몬 수치 감소는 뇌에서 갑상선 호르몬의 대사와 항상성 유지 관여하는 제2형 탈 요오드 효소 ( DIO2)의 감소에서 기인했으며 치매 쥐의 뇌 병변에 의한 DIO2 발현 감소는 비활성형의 전구 호르몬인 T4에서 활성형 호르몬인 T3로의 전환이 감소되어 결국 뇌세포의 갑상선 호르몬 이용을 저하시켰다.

또한 연구팀은 뇌 조직을 이용한 단일 세포 분석을 통해 갑상선 호르몬 결핍이 뇌에 거주하는 면역세포인 미세아교세포의 기능에 큰 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다.

이러한 연구 결과를 바탕으로 뇌 내 갑상선 호르몬이 부족한 알츠하이머성 치매 쥐를 치료하기 위해서 활성형의 갑상선 호르몬인 T3를 투여했다. 그 결과, 알츠하이머성 치매 쥐의 기억 및 인지기능 장애가 회복됐고, 뇌 내 베타 아밀로이드와 타우 단백질의 과도한 축적이 감소했다.

묵인희 교수는 “이번 연구는 갑상선 호르몬이 뇌에서 베타 아밀로이드에 대한 미세아교세포의 면역 반응을 형성하는 데 역할을 한다는 점을 밝힌 것”이라며 “갑상선 호르몬 보충을 통한 알츠하이머병의 치료 가능성을 제시했다”고 연구의 의의를 설명했다.

한편 과학기술정보통신부 및 보건복지부의 재원으로 치매극복연구개발사업(KDRC)의 지원을 받아 수행한 이번 연구 성과는 3월 16일자로 국제저명학술지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다.

◆그림.〕 알츠하이머성 치매 쥐의 뇌에서 병변에 의한 갑상선 호르몬 대사 장애로 인하여 갑상선 호르몬 저하가 일어난다. 알츠하이머성 치매 쥐에서 갑상선 호르몬 결핍은 미세아교세포의 식세포 작용을 감소시켜 베타아밀로이드와 인산화된 타우의 축적과 인지적 행동 장애를 악화시킨다.