대기오염이 치매 위험 증가와 직접적으로 연관됨

• 대기오염 노출이 Lewy body 치매 등 특정 치매 위험의 증가와 직접적으로 연결됨
• PM2.5라는 미세먼지에 장기간 노출 시, 유전적으로 치매 소인이 있는 사람에서 발병이 가속화됨
• 미국 내 5,650만 명 자료 분석 결과, PM2.5 노출이 세 가지 주요 신경퇴행성 질환의 입원 위험을 현저히 높임
• 쥐 실험에서 PM2.5 노출로 뇌 αSyn 단백질 집적 및 기억력 장애가 유발됨
• 유전자 발현 분석에서 PM2.5 노출로 인한 뇌 유전자 변화가 치매환자와 유사한 양상을 보임

연구 개요 및 주요 결과

• 5,650만 명 규모의 대규모 인구 데이터를 분석한 결과 대기오염(특히 PM2.5) 에 노출되면 Lewy body 치매 등 특정 형태의 치매 발생 위험이 증가함
• 해당 연구는 9월 4일 Science지에 게재됨
• PM2.5란 크기가 2.5마이크로미터 이하인 공기 중 입자로, 자동차 배기가스, 산불, 공장 매연 등에서 발생함

PM2.5 노출과 치매 연관성

• Lewy body 치매는 Parkinson’s disease with dementia 및 dementia with Lewy bodies 두 가지를 포함하는 용어임
• 두 유형 모두 뇌 신경세포 내 α-synuclein(αSyn) 단백질이 뭉쳐 Lewy body가 형성되고, 이로 인해 신경세포가 기능을 상실하고 사멸함
• 기존 연구에서 자동차 배기가스, 산불, 공장 매연 등 장기 대기오염 노출이 파킨슨 치매 위험 증가와 연관이 있음이 확인됨

인구 데이터 및 위험 분석

• 연구진은 2000~2014년 미국 내 Lewy body 치매 및 파킨슨병 환자 5,650만 명의 입원 기록을 분석하여 PM2.5 노출이 위험에 미치는 영향을 평가함
• 장기적으로 PM2.5에 노출된 경우, 세 가지 신경퇴행성 질환의 입원 위험이 증가하며, Lewy body 치매의 경우 12%의 위험 증가가 확인됨
• PM2.5 노출이 높은 지역의 거주자가 그렇지 않은 지역에 비해 Lewy body 치매 발병률이 더 높음

쥐 실험 결과

• 쥐에게 10개월간 코를 통해 PM2.5를 노출시킨 결과, 미로 탐색 및 신물체 인식 등 기억력 관련 행동에 어려움이 나타남
• 10개월 후 뇌에서 αSyn 단백질의 비정상적 축적이 증가함
• PM2.5 노출은 쥐의 뇌 측두엽의 위축과 기억력 장애로 이어졌으며, αSyn 단백질이 제거된 유전자 변형 쥐에서는 이러한 변화가 관찰되지 않음
• αSyn 단백질 뭉침이 노출 쥐의 장과 폐에서도 찾아졌으며, 이는 정상 및 변형 쥐에선 보이지 않았음
• αSyn 단백질은 씨앗(Seed)처럼 몸의 일부 기관에서 뇌로 전파되고, 최종적으로 치매를 유발할 수 있음
• PM2.5는 폐에 축적되고 염증을 일으키며, 혈류를 통해 혈뇌장벽을 통과할 수 있음

유전적 소인과 PM2.5 영향

• 연구진은 쥐에게 PM2.5 노출 후 유전자 발현 변화를 분석, 이를 Lewy body 치매 환자와 비교함
• 분석 결과, 뇌의 전측 대상피질(anterior cingulate cortex) 에서 유전적 변화가 인지 장애와 밀접한 관련이 있음을 확인함
• PM2.5에 노출된 쥐와 치매 환자의 유전자 발현 변화는 높은 상관성을 보였고, 파킨슨병(치매 없음) 환자에서는 이러한 경향이 나타나지 않음