| 초록 |
프리온 질병은 프리온 감염체에 의해 발병되는 퇴행성 뇌질환임. 프리온은 단백질비정상 접힘 과정을 통해 정상 단백질인 cellular prion protein (PrPC)로부터 유래한 scrapie prion protein (PrPSc)로 구성되어 있음.프리온 질병은 국내외적으로 발생 빈도가 높지 않지만 꾸준히 발병하고 있으며 프리온 오염 식품이나 의약품,의료 행위를 통해 감염될 수 있으며 발생시 매우 큰 사회적 문제를 야기할 수 있음. 프리온 질병은 조기 진단법과 치료제가 개발되지 않았으며 특히 프리온 증식 조절에 대한 기전연구가 취약함. 프리온 감염체의 복제/증식 기전의 자세한 분자적 이해가 미진하여 프리온 감염체의 종간 전파에 대한 명확한 이해가 부족함. 또 프리온 감염체 복제/증식 기전에 기초한 프리온 억제방법 개발을 위해서도 프리온 증식 조절에 대한 연구가 절실히 요구됨. 프리온의 증식은 PrPSc 주형을 기초로 PrPC의 conformation 변화가 수반되면서 PrPSc 분자의 증가에 의존하며 이에 PrP의 변환을 돕는 cofactor 가 존재함이 밝혀짐. 최근 본 연구자 그룹의 연구에 의하면 plasminogen이 cofactor의 기능을 수행하여 PrPSc의 생성을 촉진하는 positive regulation이 밝혀졌음. 본 연구의 장기적 목적은 전염성 퇴행성 뇌질환 중 하나로 알려진 프리온 질병의 병원체인 프리온의 증식에 관한 분자적 메카니즘을 이해 것임. 특히 본 연구를 통해 plasmin의 프리온 증식에 대한 영향과 그 작용기전을 이해하며 이를 바탕으로 plasmin이 프리온 질병의 진척도에 미치는 상관관계를 밝혀 프리온 증식의 조절자로서의 plasmin의 기능을 확립하고자 함. 특히 본 과제에서는 zymogen인 plasminogen으로부터 유래한 serine protease인 plasmin의 프리온 증식에 대한 영향을 연구하고자 함. 이를 위하여 plasmin이 1) PrP conformation 변환과 PrPSc 형성에 미치는 영향, 2) plasmin의 프리온 감염성 증감에 미치는 영향, 3) 프리온 증식 억제에 관련된 분자생물학적/생화학적 기작, 4) 프리온 질병의 진척에 따른 plasmin과의 상관성을 연구하고자 함. Plasmin의 프리온 증식에 대한 영향 평가를 위해서는 시험관 프리온 증폭법인 protein misfolding cyclic amplification (PMCA), 프리온 감염세포주, 프리온 감염 동물모델 등을 이용하였음. Plasmin의 활성저해제를 이용하여 프리온 증식 억제효과의 반전을 상기 in vitro, in vivo 모델에서 연구하였음. 프리온 감염 동물모델로부터 유래한 뇌절편은 조직학적 염색법과 면역화학적방법으로 분석하였으며, 뇌조직중 일부는 PrPSc 수준을 측정하기 위해 생화학적 방법으로 분석하였음. Plasmin의 PrP절단 연구는 mass spec 과 항체를 이용한 방법으로 분석하였음. 프리온 동물모델의 질병진행 중 변화하는 plasmin의 효소 활성의 측정은 형광기질을 이용한 효소 assay를 수행하였음. Plasmin 존재시 PMCA, 감염세포주, 동물모델에서 프리온 증식이 감소함을 발견하였음. plasmin 저해재 존재시 plasmin의 프리온 구성물질 PrPSc의 생성 억제가 반전되는 결과를 얻었음. 동물모델에서의 in vivo 감염도측정 결과 plasmin 존재시 수행된 PMCA 시료는 감염도 증가가 발견되지 않았음. 이들 동물의 뇌내 병리학적소견과 PrPSc 수준의 변화는 발견되지 않았음. 이는 해당동물이 plasmin의 효과에 의해 disease onset이 지연되기는 하였으나 결국 죽음에 이르게 되었으므로 질병말기에 나타나는 병리현상과 PrPSc의 축적은 영향을 받지 않은 것으로 해석됨. 재조합 PrP 절단부위의 항체 이용 분석과 질량분석을 통해 110과 111번째 아미노산사이에서 절단하는 것을 확인하여 그 절단 위치를 규명하였고 실제 세포의 세포막에 PrPC가 존재할 때도 동일한 절단 양상을 나타냄을 증명하였음. 프리온 질병 진척에 따른 감염세포주와 동물뇌내 plasmin의 단백질 수준은 증가하며 동시에 효소활성도 또한 증가함을 밝혔음. 이를 통해 Plasmin의 효소활성에 의한 정상 세포 prion protein (PrPC)의 절단에 기초하여 plasmin은 프리온의 증식을 억제함을 증명하여 본연구의 목표를 성공적으로 달성하였음. |
