KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

KAIST, 신경세포의 흥분성 증가로 인한 뇌 질환 기제 규명

미세아교세포가 억제성 시냅스만을 표적 제거

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2021-06-02 13:00 송고
 
‘엠보저널’에 수록된 이번 연구 이미지. 미세아교세포가 포식 수용체를 통해, 신경세포체 표면에 표지된 포스파티딜세린를 인식하여 제거하는 모습. 이 현상이 과도하게 일어날 때 신경세포의 흥분-억제 간의 균형이 깨져서 발작 증세가 일어남.(그림제공:KAIST)© 뉴스1


KAIST 생명과학과 정원석 교수 연구팀이 뇌 신경세포의 흥분과 억제 불균형을 일으키는 새로운 기전을 규명했다.

이는 발작과 같은 다양한 뇌 신경질환의 원인과 연결되며, 뇌 질환 치료에 활용이 기대된다.

 

2일 KAIST에 따르면 연구팀은 억제성 시냅스가 미세아교세포(뇌에서 면역기능을 담당하는 신경세포의 일종)에 의해 제거되는 분자 기전을 처음으로 규명했다.

또, 이 현상이 과도하게 일어날 때 신경세포의 흥분성 증가로 발작과 같은 뇌 질환이 일어날 수 있음을 증명했다.

뉴런이 모여 있는 곳인 시냅스(synapse)는 뇌 발달 및 학습 시에 생성과 제거가 반복되는 변화를 겪는다.

 

osphatidylserine)이라는 세포막에 존재하는 인지질 중의 하나가 죽어가는 세포 표면에 선택적으로 표지돼 면역세포에 의해 세포를 잡아먹도록 유도한다는 사실에 착안했다.

죽어가는 세포가 제거되는 분자 기전이 시냅스만이 선택적으로 제거되는 현상에도 응용될 수 있을 것이라 예상한 것이다.

이 가정을 증명하기 위해 연구진은 포스파티딜세린을 신경세포 표면에 인위적으로 노출한 후, 특정 시냅스가 교세포에 의해 잡아먹힐 수 있는지 연구했다.

먼저 연구진은 포스파티딜세린을 항상 세포 표면으로부터 안으로 지속적으로 불러들여 정상 세포막에서 이들을 노출되지 않도록 막고 있는 플립파아제(Flippase)라는 단백질의 기능을 신경세포에서만 억제할 수 있는 실험용 쥐 모델을 제작했다.

그 결과 놀랍게도 신경세포의 세포체 주변의 표면에서만 선택적으로 포스파티딜세린이 표지됨을 발견했고, 이로 인해 세포막이나 흥분성 시냅스의 손상 없이 억제성 시냅스만이 선택적으로 감소함을 발견했다.

 

(왼쪽부터) 생명과학과 정원석 교수, 박정주 박사과정(사진제공: KAIST)© 뉴스1


뿐만 아니라 해당 쥐 모델은 청각을 담당하는 뇌 지역에서 흥분-억제 균형이 깨져서 소리로 인해 촉발되는 특이한 발작 증세를 일으킴을 확인했다.

더 나아가 연구팀은 미세아교세포를 인위적으로 제거하거나 미세아교세포에 존재하는 특정 포식 수용체를 제거했을 때, 신경세포의 표면에 포스파티딜세린이 표지됐을지라도 과도한 억제성 시냅스 감소와 발작 증세가 방지될 수 있음을 발견했다.

이로써 신경세포체 주변 세포막에 포스파티딜세린이 표지되는 것이 미세아교세포가 포식 수용체를 통해 억제성 시냅스만을 선택적으로 먹는 기전으로 쓰일 수 있음을 최초로 규명한 것이다.

연구팀의 이 같은 발견은 흥분성 및 억제성 시냅스가 서로 다른 기전을 통해 미세아교세포에 의해 제거될 수 있음을 처음으로 제시한 것이다.

즉, 미세아교세포에 의한 과도한 억제성 시냅스 제거 기전이 뇌 신경세포의 흥분-억제 불균형 발생의 새로운 원인이 될 수 있음을 증명한 것이다.

연구팀 관계자는 “뇌에서의 흥분-억제 균형이 깨져서 일어나는 다양한 뇌 신경질환에서 미세아교세포가 억제성 시냅스를 먹는 현상을 조절하는 것이 이들 질환을 치료하는 새로운 전략이 될 것ˮ이라고 말했다.

 

한편, 이번 연구성과는 국제학술지 ‘엠보저널’에 5월20일자에 공개됐다.

 

 

http://news.heraldcorp.com/view.php?ud=20210602000930
 

List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
410 허원도 교수, Mol Cell 과 JMCB 에 논문 게재! 과사무실 2012.06.11 15287
409 허원도 교수, Mai Khanh Nguyen 박사과정 학생 Nature Chemical Biology 논문 게재(2016.04) / Prof. Won Do Heo and Mai Khanh Nguyen Ph.D. published a paper in a Nature Chemical Biology(2016.04) 생명과학과 2016.04.12 13357
408 허원도 교수, ECLIPSE 기술 개발 PNAS지 게재 과사무실 2010.02.09 12963
407 허원도 교수, Chemistry & Biology지 표지논문 게재 과사무실 2014.07.22 16905
406 허원도 교수, 2017년도 4월 「이달의 과학기술인상」 으로 선정 생명과학과 2017.02.07 17109
405 한진희 교수님_기억이 만들어지는 원리 최초로 규명했다 생명과학과 2021.07.14 704
404 한진희 교수님_ 치매 치료에 열 올리는 KAIST·연구기관 생명과학과 2021.08.18 551
403 한진희 교수님 실험실 (김지은 Post-doc, 권정태 박사과정) Nature Neuroscience 개제 과사무실 2014.01.21 15438
402 한진희 교수, 원혜정 학생(김은준 교수 Lab) 2009' 청암 과학펠로 선정! 과사무실 2009.11.27 14924
401 한진희 교수, 선천적 공포 반응에 대한 신경회로 첫 규명 file 생명과학과 2018.08.08 11290
400 한용만 교수(박상욱 박사과정), Blood 지에 논문 게재! 과사무실 2010.11.19 15114
399 한국, 신종 박테리아 발표건수 68종 세계 1위 - 이성택 교수 세계 2위 과사무실 2005.12.19 13566
398 학사과정 김혜림, 국립암센터 인턴쉽 포스터발표 최우수상 수상 과사무실 2010.09.07 13556
397 학사과정 김유나 학생, 2008학년도 인성장학생으로 선정! 과사무실 2008.12.09 15003
396 학사과정 강병권 학생, 2009년 인성장학생 공로부문 선정! 과사무실 2010.01.08 12413
395 충북도, 글로벌 바이오 캠퍼스 유치에 KAIST와 '맞손' 생명과학과 2022.03.15 430
394 최준호 교수, 한전 석좌교수로 임명 과사무실 2011.09.08 11543
393 최준호 교수, 한국분자-세포생물학회 회장 취임 / Professor Joonho Choe is augurated as the chairman of KSMCB 생명과학과 2016.01.05 11426
392 최준호 교수, 대한민국학술원상 수상! 과사무실 2012.09.18 15535
391 최준호 교수, <디아이학술상> 수상! 과사무실 2011.04.06 11968
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22