알츠하이머병 환자가 초기에 후각을 잃는 원인이 코와 맞닿은 특정 뇌 부위 면역세포의 '과도한 방어' 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 문체일 교수와 네덜란드 마스트리히트대 신경외과 알리 자한샤히 교수 공동 연구팀은 정상인과 경도 인지 장애, 알츠하이머병 환자의 사후 뇌 조직을 분석해 이 같은 기전을 확인했다.

치매 유발 물질이 뇌 후각 신경계에 먼저 축적된다는 점은 알려져 있었으나, 이 과정에서 뇌 면역세포가 어떻게 반응해 신경망을 훼손하는지 그 상세 기전을 세포 수준에서 규명한 것은 이번이 처음이다.

연구팀은 네덜란드 뇌 은행에 기증된 사망자들의 뇌 조직 중 냄새를 최종 인식하는 뇌 깊숙한 곳의 '후각피질'과 코에서 냄새 정보를 처음 받아들이는 '후각망울' 두 곳을 집중적으로 비교 분석했다. 치매 진행에 따른 세포 변화를 확인하기 위해 특정 단백질과 세포만 색이 변하게 하는 특수 염색법을 사용했다.

분석 결과, 두 부위 모두 치매가 진행될수록 독성 단백질인 아밀로이드 베타와 인산화 타우가 점차 많이 쌓이는 것으로 나타났다. 치매 발병과 연관이 깊은 아포지단백 이(ApoE) 단백질 역시 인지 기능이 떨어지고 질환이 심해질수록 뇌 속에 뚜렷하게 증가했다.

주목할 점은 독성 물질이 쌓일 때 뇌 면역세포의 대처 방식이 부위별로 판이했다는 것이다. 뇌 안쪽의 후각피질에서는 '성상교세포'가 타우 단백질과 짝을 이뤄 방어막을 형성하며 뇌의 평화를 유지하려 했다.

반면 코와 직접 맞닿은 후각망울에서는 청소부 역할의 '미세아교세포'가 주도권을 잡고 독성 단백질과 강하게 엉겨 붙으며 과도하게 공격적인 면역 반응을 보였다. 이는 외부 환경에 직접 노출된 후각망울의 미세아교세포가 유해 물질을 없애기 위해 끈질기게 공격하다가, 오히려 정상적인 주변 후각 신경망까지 먼저 훼손하게 됨을 시사한다.

연구를 주도한 문체일 교수는 "동일한 후각 시스템 내에서도 위치에 따라 각기 다른 뇌세포 병리 구조가 존재함을 확인했다"며 "이러한 부위별 차이가 치매 초기 후각 저하를 유발하는 고유 기전인 만큼, 향후 질환 단계별 맞춤형 표적 치료 전략을 세우는 데 중요한 지침이 될 것"이라고 설명했다.

이번 연구 결과(Glial pathology networks reveal early olfactory vulnerability in post mortem human Alzheimer's disease: 사후 인체 알츠하이머병에서 초기 후각 취약성을 드러내는 신경교세포 병리 네트워크)는 2026년 4월 학술지 '알츠하이머 앤 디멘시아(Alzheimer's & Dementia)'에 게재됐다.