고려대학교 구로병원 신경과 강성훈 교수 연구팀(고려대학교 구로병원 신경과 강성훈, 한림대학교 평촌성심병원 신경과 정영희, 고려대학교 구로병원 핵의학과 이은성, 고려대학교 의과대학 해부학교실 김현수 교수)이 운동 시 근육에서 분비되는 단백질인 아이리신(Irisin)이 알츠하이머병의 핵심 병리인 뇌 아밀로이드 축적과 밀접하게 관련되어 있음을 확인했다.
알츠하이머병은 뇌에 아밀로이드가 축적되는 것이 가장 초기의 병리 변화로 알려져 있으며, 이후 신경세포 손상이 진행되면서 기억력 저하와 치매로 이어진다. 최근 동물실험에서 운동 시 근육에서 분비되는 단백질인 아이리신이 뇌 속 아밀로이드 제거를 촉진할 수 있다는 결과가 보고됐지만, 실제 사람을 대상으로 혈중 아이리신과 아밀로이드 축적 정도를 함께 분석한 연구는 제한적이었다.
이에 연구팀은 알츠하이머병이 시작되는 전임상 단계부터 치매 단계까지의 노인 총 100명을 대상으로 혈액검사와 아밀로이드 PET, 신경심리검사를 시행했다.
이들 연구 대상자를 알츠하이머병 진행 단계에 따라 ▲아밀로이드 음성 인지정상그룹(뇌에 아밀로이드 축적이 없고 인지기능도 정상인 그룹) ▲아밀로이드 양성 무증상그룹(뇌에 아밀로이드 축적이 있으나 인지기능은 정상인 그룹) ▲아밀로이드 양성 경도인지장애그룹(뇌에 아밀로이드 축적이 있고 초기 인지기능 저하가 나타난 그룹) ▲알츠하이머병 치매그룹(뇌에 아밀로이드 축적이 있고 이미 치매로 진행된 그룹)으로 구분해 혈액 속 아이리신 농도와 뇌 아밀로이드 축적 정도, 인지기능 사이의 연관성을 종합적으로 분석했다.
그 결과, 아밀로이드가 축적된 모든 세 그룹에서 아밀로이드가 축적되지 않은 그룹보다 혈중 아이리신 농도가 낮았다. 특히 뇌에 아밀로이드가 축적되어 있으나 인지기능은 정상인 단계부터 혈중 아이리신 농도가 유의하게 감소했는데, 이는 아이리신이 알츠하이머병의 매우 초기 생물학적 변화를 반영할 수 있음을 시사한다.
고려대학교 구로병원 신경과 강성훈 교수는 “현재 알츠하이머병의 조기 진단에는 아밀로이드 PET이나 뇌척수액 검사와 같이 비용 부담이 크고 접근성이 제한적인 검사들이 주로 활용되고 있는데, 이번 연구 결과는 혈액 속 아이리신 측정만으로도 알츠하이머병 위험을 조기에 선별할 수 있는 혈액 기반 바이오마커로의 발전할 가능성을 제시했다는 점에서 의미있는 결과”라고 말했다.
또한 혈중 아이리신 농도가 높을수록 뇌 아밀로이드 축적 정도를 나타내는 센틸로이드(Centiloid) 수치는 낮은 것으로 나타났다. 나아가 연구팀은 매개효과 분석을 통해 아이리신 감소가 뇌 아밀로이드 축적 증가와 연관되고, 이러한 변화가 인지기능 저하로 이어질 가능성을 확인했다. 이는 아이리신이 알츠하이머병의 핵심 병리와 인지기능 저하를 연결하는 중요한 생물학적 연결고리임을 시사한다.
강성훈 교수는 "이번 연구를 통해 혈액 바이오마커와 아밀로이드PET 영상을 연계 분석함으로써 근육-뇌 축(Muscle–Brain Axis)에 대한 임상적 근거를 제시했다. 운동에 의해 증가하는 아이리신이 단순히 근육 건강뿐 아니라 알츠하이머병의 핵심 병리와도 밀접하게 연결되어 있음을 실제 사람에서 확인한 연구"라며 "향후 아이리신을 활용한 혈액 기반 바이오마커 개발은 물론, 운동과 근육 기능 향상을 통한 치매 예방 전략을 마련하는 데 중요한 근거가 될 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구 결과는 알츠하이머협회(Alzheimer's Association) 국제학술지 『Alzheimer's & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease Monitoring』에 최근 게재됐다.
