알츠하이머 병에서, 다른 질병에서는 볼 수 없는 특징적인 병변이 뇌에 나타난다. 하나는 노폐물이 굳어서 얼룩처럼 된 구조물로 노인반점이라고 한다. 다른 하나는 신경세포 내부에 보풀 같은 이상물질이 쌓인 상태로 ‘신경원섬유변화’라고 한다. 노인반의 주성분은 아밀로이드β단백질(Aβ)이라는 물질로, 아밀로이드β단백질이 뇌에서 만들어지면서 점점 쌓여가면 노인반이 생기고 이어 신경원섬유변화가 일어나는 것으로 알려져 있다. 이 두 병변은 알츠하이머로 확진하기 위해 필수적인 병리소견이기 때문에 치매가 나타나더라도 뇌에 이들 병변이 일어나지 않는다면 엄밀히 알츠하이머라고 할 수 없다.
사실 원숭이나 개의 뇌에서는 인간과 같은 아밀로이드β단백질이 생산되고, 나이가 들면 ‘노인반’ 같은 것이 생기는 것으로 알려져 있다. 하지만 어떤 이유에서인지 신경원섬유 변화는 발견되지 않았다.
또 최근 연구에서 인간의 노인 반점에 달라붙는 것으로 알려진 호주(PiB（) 미국 피츠버그대학에서 개발된 Pittsburgh compound-B）라는 화합물이 고령 원숭이 뇌에 있는 얼룩에는 달라붙지 않는 것으로 나타났다. 비록 생김새는 비슷하지만, 엄밀히 말하면, 원숭이와 인간의 노인 반점은 다른 것 같다.
아밀로이드β 단백질을 만들어도 노인반점이 생기지 않는 쥐.
연구를 위해 실험동물로 많이 사용되는 쥐나 쥐 같은 설치류도 나이가 들면 노화되고 뇌도 쇠약해진다.
게다가, 정상보다 더 빨리 늙는 쥐들이 발견되었다. 예를 들어, 교토대학교 결핵흉부질환연구소 병리학부문(현 재생의화학연구소 재생유도연구분야)에서는 AKR/J 계통 생쥐와 알려지지 않은 계통 생쥐의 교잡으로 태어난 중에 비정상적으로 빠르게 노화하는 개체군을 우연히 발견하여 이들을 Senescence-Accelerated Mouse；SAM）라고 이름 짓고 교배를 반복함으로써 특별한 계통을 확립하였다. 그 중에서, SAMP8이라는 종류의 쥐는 노화와 함께 현저한 기억 장애를 나타내기 때문에 노년 치매 연구에 사용된다.
반면에, 일반 쥐들과 쥐들은 알츠하이머 병에 걸리지 않는다.
‘아밀로이드β단백질이란…알츠하이머병의 원인물질로 여겨지는 이유’에서 설명한 바와 같이, 우리 몸에서 만들어지는 아밀로이드β단백질은 40~43개의 아미노산으로 이루어진 작은 단백질이다.
생쥐와 쥐도 Aβ의 유전자를 갖고 있어 필요에 따라 아밀로이드β단백질을 만들어내지만 인간의 아밀로이드β단백질과 단 3개만 아미노산 서열이 다른 것으로 알려져 있다. 그 정도로 다르다면 그 성질은 크게 다르지 않을 것이라고 생각할 수 있지만, 실제로는 3개의 아미노산만 다를 뿐 그 기능에 큰 차이가 있다.
구체적으로, 인간의 아밀로이드β단백질은 β시트 구조를 형성하여 응집되어 ‘Aβ섬유’라고 불리는 구조체를 형성하여 결국 노인반이 되지만, 아미노산이 일부 다른 쥐의 아밀로이드β단백질은 응집되어 섬유화되지 않는다.
즉 쥐는 원숭이나 개처럼 아밀로이드β단백질 축적으로 인해 ‘노인반’ 같은 것이 생기지도 않고, 아무리 나이가 들어도 알츠하이머에 걸리지도 않는다.
알츠하이머가 어떻게 발생하는지에 대해서는 아직 많은 것이 불분명하지만, 동물과의 차이점을 더 연구하면 그 수수께끼를 풀 수 있을 것으로 기대된다.