| 초록 |
신경세포는 태아 발생 단계에서 생성된 후 성체에서 해마의 일부 지역을 제외하고 더 이상 새로운 신경세포가 생성되지 않음. 신경 정보의 저장과 회수와 관련된 기능을 수행하던 신경세포가 사멸하거나 손상을 받게 되면 그 기능을 대체할 새로운 신경세포가 생성되어 대체하지 못하므로 뇌기능을 상실하게 됨. 알츠하이머성 치매나 파킨슨 운동질환과 같은 경우 대뇌피질, 해마와 같은 뇌영역이나 도파민 신경세포와 같은 특정 신경전달물질을 분비하는 신경세포가 손상되어 퇴행되는 질환으로 신경세포가 손상되어 기능을 상실하게 되면 더 이상치료가 불가능하게 되는 상태로 악화됨. 알츠하이머성 치매의 경우 아밀로이드 침착이 자라거나 다른 뇌영역으로 이동하는 것이 잘 알려져 있음. 이를 알츠하이머성 침착 단백질의 확산으로 이해하고 있으며 프리온 현상과 같이 병원성 단백질인 아밀로이드 단백질의 침착형태가 정상 아밀로이드 단백질의 변형을 유도하거나 세포의 대사나 구조적인 연결을 통해서 이동하게 됨. 아밀로이드 침착성 단백질은 특히 신경세포의 축삭을 따라 이동하는 것이 잘 알려져 있어 시냅스로 연결된 신경회로에서 아밀로이드 침착이 확산되는 경로가 잘 밝혀져 있음. 신경세포의 사멸과 뇌기능의 손상을 일으키는 병원성 침착 단백질의 확산과 신경세포 기능의 악화를 유도하는 세포학적, 조직학적 연구가 퇴행성 뇌질환의 악화 기전을 제시함으로써 뇌질환의 진행을 늦추는 방법을 제시할 수 있어 본 연구가 필수적이라 판단됨. 희돌기교세포는 신경세포의 30%를 차지하는 신경세포 축삭의 마이엘린화에 필수적인 세포로 축삭을 통한 신경정보의 전달에 필수적인 기능을 수행하고 있음. 아밀로이드 병원성 단백질이 축삭을 따라 신경회로로 확산되는 기존의 연구에 더해 희돌기교세포가 축삭에서 전달되는 병원성 단백질에 대한 정보를 확산하는데 어떠한 기능을 수행하는가를 밝히고자 하였음. 이를 위해 마우스 배아의 뇌조직에서 추출한 뉴로스피어를 희돌기교세포 전구세포로 변형하는 조건을 확립하고 알츠하이머성 치매 마우스 모델인 5XTG의 배아로부터 아밀로이드 침착단백질을 발현하는 희돌기교세포를 확립하여 2차원과 3차원 미세유체시스템을 이용한 모델 시스템을 확보하였음. 연구중에 줄기세포를 이용한 뇌질환 모델 개발과 관련된 연구성과를 발표함 (Elife 2015 12;4). 희돌기교세포에 의해 아밀로이드 침착 단백질이 어떠한 경로로 확산되는지 연구하기 위해 희돌기교세포를 특이적으로 형광 표지하는 마우스 모델을 구축하였으며 아밀로이드 침착 단백질이 뇌의 다른 영역으로 확산하거나 동일 뇌영역에서 확산되는 데 관련되는 단백질을 확보하여 현재 마무리 연구를 수행 중에 있음 아밀로이드 침착 단백질이 형성하는 플라크는 지질체로 둘려싸여 수 많은 유비퀴틴화 단백질과 같이 존재함을 질량분석법으로 확인하였음. 이 지질체의 구성이 희돌기교세포가 분비하는 마이엘린, CNP, PLP와 같은 지질단백질을 포함하고 있음을 확인하여 희돌기교세포가 분비하는 마이엘린 지질체가 아밀로이드 플라크 형성과 확산에 관련되는 것을 확인하였음. 특히, 아밀로이드 플라크는 희돌기교세포의 성숙과 관련된 인자의 발현에 관련함으로써 신경세포 축삭의 마이엘린 퇴행에 관련되어 신경세포 손상을 유도한다는 사실을 마우스 모델에서 확인할 수 있었으며, 이 발견은 신경세포 사멸 이전에 마이엘린 축삭의 손상이 우선되다는 사실을 지지하는 결과임. 이상의 연구에서 알츠하이머성 치매에 관련되는 아밀로이드 침착성 단백질이 희돌기교세포의 성숙을 방해하며 희돌기교세포가 분비하는 마이엘린 지질체가 아밀로이드 침착에 관련된다는 결과를 확보하였음. 또한, 희돌기교세포 특이적인 알츠하이머 뇌질환 모델을 확보하여 어떠한 세포 기전을 통해 병원성 단백질이 확산되어 신경세포의 퇴행을 악화하는가에 대한 추가 연구를 수행중에 있음. 이러한 연구는 신경세포의 퇴행으로 유발되는 퇴행성 뇌질환의 신경세포-신경교세포 상호작용에 대한 지식을 확대하여 퇴행성 뇌질환의 억제와 관련된 기술 개발에 기여할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문) |
