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
358 [허원도, 윤기준 교수님] 제51주년 개교기념식 개교기념 우수교원 포상 및 특별포상에서 학술상, 우수강의상 수상 생명과학과 2022.02.16 193
357 [김학성 교수님] 카이스트, 거대 단백질 구조체를 레고 블록 쌓듯 조립하는 기술 개발 생명과학과 2021.11.24 195
356 [오병하 교수님] 뉴스의인물/ KAIST 생명과학과 오병하 교수 생명과학과 2022.03.21 195
355 [조병관 교수님] 한국연구재단, 노화 방지하고 회춘하는 방법 제시 생명과학과 2022.01.13 196
354 [임정훈 동문교수님] “초파리로 루게릭병 잡는다” 임정훈 분자생물학자 생명과학과 2022.04.04 203
353 [조원기 교수님] 세포 기능 결정에 핵심 역할 유전자 발현 단백질 찾았다 생명과학과 2021.12.24 207
352 [진에딧 이근우 대표] 한국인이 세운 ‘유전자 가위’ 스타트업… 실리콘밸리가 침흘리는 이유 생명과학과 2021.12.20 210
351 [정원석 교수님] 제28회 삼성휴먼테크 논문대상에서 생명과학과 변유경 학생 은상 수상​ 생명과학과 2022.03.02 227
350 [김찬혁 교수님] 서울대병원, '꿈의 항암제' CAR-T 임상1상 본격 돌입 생명과학과 2022.02.04 230
349 [이승재 교수님] 국내 연구팀, 예쁜꼬마선충을 이용 새로운 항노화 단백질 찾아 생명과학과 2021.12.13 232
348 [김찬혁 교수님] 카이스트, 면역관문 신호 극복하는 차세대 CAR-T 세포 치료제 개발 생명과학과 2021.11.24 234
347 한진희 교수님_ 치매 치료에 열 올리는 KAIST·연구기관 생명과학과 2021.08.18 239
346 서성배 교수님_동물의 식습관을 조절하는 원리 규명해 네이처 게재​ 생명과학과 2021.05.11 277
345 [정현정 교수님] 유전자 가위로 생체 내 정밀한 유전자 교정에 의한 면역 항암 치료​ 생명과학과 2022.01.18 280
344 2021 대성해강미생물포럼_좌장 조병관 교수, 연사 김대수 교수_21.09.28(화) 13:00~ file 생명과학과 2021.09.13 284
343 김은준 교수님_시냅스 뇌질환 연구 김은준 IBS단장 “치료약 없는 자폐 연구 도전” 생명과학과 2021.08.23 294
342 양한슬 교수님_ 서경배과학재단 2021년 신진과학자 선정 file 생명과학과 2021.08.31 312
341 손종우 교수님_비정형 항정신병 약물에 의한 비만의 원인 규명​ 생명과학과 2021.05.17 314
340 김대수 교수님_“뇌의 본능적 욕구 참고 기다리는 아이, 사회적으로 성공” 생명과학과 2021.09.06 323
339 손종우교수님 UTSW – UT Dallas 국제 공동 연구팀 연구성과_Scientists Identify Source of Weight Gain From Antipsychotics 생명과학과 2021.05.14 324
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 19 Next
/ 19