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알츠하이머의 비밀 무기: 아밀로이드 플라크란 무엇입니까?
신경반 또는 노인성반이라고도 알려진 아밀로이드반은 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질로 구성된 세포외 침전물이며 주로 뇌의 회백질에서 발견됩니다. 이러한 플라크는 종종 퇴행성 신경 요소뿐만 아니라 다수의 미세아교세포 및 성상교세포와 연관되어 있습니다. 이러한 플라크는 나이가 들면서 뇌에 나타나지만, 많은 수의 플라크와 신경섬유엉킴이 알츠하이머병의 특징입니다.
아밀로이드 플라크는 모양과 크기가 다양하며 일반적으로 조직 단면에서 로그 정규 분포 곡선을 나타내며 평균 면적은 약 400-450제곱 미크론입니다.
아밀로이드 플라크의 형성 과정은 주로 Aβ 단백질의 잘못된 접힘과 응집으로 인해 발생합니다. 이러한 응집체의 길이와 화학적 변형은 응집 경향과 독성에 영향을 미칩니다. 따라서 아밀로이드 플라크의 영향을 이해하려면 먼저 Aβ 생산부터 시작해야 합니다.
아밀로이드 베타 생성
아밀로이드 베타(Aβ)는 가장 일반적으로 길이가 40~42개 아미노산인 작은 단백질입니다. Aβ는 Aβ 전구체 단백질(APP)이라고 불리는 긴 모 단백질로부터 방출됩니다. APP는 많은 세포에서 생산되지만 특히 뉴런에 풍부합니다. 이 단일 채널 막횡단 단백질의 Aβ 부분은 부분적으로 세포막 내부와 부분적으로 외부에 존재합니다.
Aβ를 방출하기 위해 APP는 두 가지 효소에 의해 단계적으로 절단됩니다. 먼저 β-세크레타제(또는 β-아밀로이드 절단 효소(BACE))에 의해 막 외부에서, 그런 다음 감마 세크레타제에 의해 막 내부에서 두 번째 절단됩니다. 이러한 절단의 결과는 Aβ 단백질 단편이 세포 외부로 방출되는 것입니다.
아밀로이드 플라크의 식별 및 구성
아밀로이드 플라크는 실버 염색, 콩고 레드, 티아졸 염색 등 다양한 염색 기술을 사용하여 광학 현미경으로 관찰할 수 있습니다. 이러한 방법은 각각 서로 다른 민감도를 가지며 플라크의 항원에 특이적으로 라벨을 붙일 수 있습니다.
아밀로이드 플라크의 Aβ 침전물은 직경이 수 미크론인 작은 사상체 축적물부터 희박한 주변 Aβ로 둘러싸인 고전적인 Aβ-아밀로이드 코어를 형성하는 더 크고 밀도가 높은 덩어리까지 크기와 모양이 다양합니다.
아밀로이드 플라크의 병리학 및 분포
Dietmar Thal과 동료들의 연구에 따르면 알츠하이머병 환자의 아밀로이드 플라크 형성은 5단계로 나눌 수 있습니다. 처음에는 플라크가 뇌의 신피질에 나타나고 점차적으로 해마와 편도체를 포함한 다른 뇌 영역으로 퍼집니다.
알츠하이머병의 마지막 단계에서는 플라크가 거의 뇌 전체로 퍼집니다. 이 과정에서 Aβ의 응집과 잘못된 접힘은 뇌의 염증 반응을 동반하여 신경 기능에 영향을 미칩니다.
아밀로이드 플라크와 질병의 연관성
알츠하이머병의 신경병리학적 진단에 있어서 풍부한 Aβ 플라크와 특정 타우 단백질의 응집에 의해 형성된 신경원섬유매듭은 병변의 필수적인 특징입니다. 신경원섬유엉킴의 수는 종종 치매의 정도와 상관관계가 있지만, Aβ는 알츠하이머병의 위험, 발병 및 진행에 있어서 중심적인 역할을 하는 것이 분명합니다.
Aβ 플라크를 검출하려면 일반적으로 부검 시 현미경 분석이 필요하지만 방사성 표지 시약을 사용하면 이제 생존 환자에서도 이러한 플라크를 관찰할 수 있습니다.
알츠하이머병 관련 연구방향
연구가 심화됨에 따라 과학자들은 다양한 생물학적 요인이 아밀로이드 플라크 형성에 미치는 영향을 조사하고 있습니다. 여기에는 가능한 환경 요인, 유전적 위험 및 만성 염증과의 연관성이 포함됩니다. 최근의 많은 연구에서는 아밀로이드 플라크의 형성이 뇌 미세혈관 손상과도 관련이 있을 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
또한, 비인간 생물학에 대한 연구도 중요한 통찰력을 제공했습니다. 인간 조상과 현재의 비인간 영장류는 자연적으로 뇌에 아밀로이드 플라크가 발생하지만 이에 수반되는 신경원섬유 엉킴은 상대적으로 적습니다.
이러한 플라크의 메커니즘을 더 깊이 이해하면 알츠하이머병의 진행을 늦추거나 역전시킬 수 있는 잠재적 치료법이 개발될 수 있습니다.
아밀로이드 플라크는 의심할 여지없이 알츠하이머병과의 싸움에서 중요한 연결고리이지만, 아밀로이드 플라크의 진정한 역할과 영향이 정말로 우리가 이 질병을 이해하는 데 필요한 전부일까요?
