자가포식 작용과 알츠하이머 연관성 찾았다
자가포식 작용과 알츠하이머 연관성 찾았다
  • 함예솔
  • 승인 2019.01.11 10:04
  • 조회수 1174
  • 댓글 0
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자가포식(autophagy) 작용이란?

  • 자가포식 작용은 세포 내부에 있는 해로운 독성물질이나 외부에서 침입한 병원체를 분해하고 재활용해 세포 내부의 항상성을 정상적으로 유지하고 생존에 중요한 역학을 합니다. 
  • 자가포식 작용은 정상적인 뇌 발달과 기억, 인지능력, 식욕 등을 조절한다고 알려져 있습니다. 
  • 자가포식 작용의 이상은 여러 뇌질환에 밀접하게 관련돼 있습니다. 
  • 자가포식 작용은 불필요하거나 독성을 지닌 세포 내부 물질을 제거하는데 중요한 작용으로, 일본 오스미 요시노리 교수가 관련 연구로 2016년 노벨 생리학상을 수상하기도 했습니다.

 

자가포식작용 출처: fotolia
자가포식 작용 출처: fotolia

미세아교세포란?

  • 미세아교세포는 뇌 속 청소부로, 뇌 조직에 누적된 해로운 물질을 없애는 역할을 합니다.
  • 포식작용(phagocytosis)을 이용해 외부물질을 세포내부로 운송, 분해해 뇌의 면역체계를 조절합니다. 
  • 뇌조직 손상에 따른 과도한 신경염증 반응은 미세아교세포가 본 기능을 잃어버리고 신경세포에 손상을 가해 뇌질환이 악화하도록 유도합니다. 

 

(a) TLR4의 염증자극 유도 물질인 LPS에 의한 미세아교세포와 대식세포 간에 자가포식 활성을 비교. (b)TLR4에 의해 염증자극 유도될 때, 자가포식 반응에 관여하는 유전자 발현량을 쥐의 뇌에 존재하는 미세아교세포와 복강에 존재하는 복강대식세포를 분리하여 각각 비교. 출처: DGIST
(a) TLR4의 염증자극 유도 물질인 LPS에 의한 미세아교세포와 대식세포 간에 자가포식 활성을 비교. (b) TLR4에 의해 염증자극 유도될 때, 자가포식 반응에 관여하는 유전자 발현량을 쥐의 뇌에 존재하는 미세아교세포와 복강에 존재하는 복강대식세포를 분리하여 각각 비교. 출처: DGIST

뭘 발견했나?

  • DGIST 유성운 교수팀이 뇌 면역세포인 '미세아교세포'에서 자가 포식 작용이 억제되는 과정을 규명했습니다. 
  • <Autophagy>에 게재된 이번연구에 따르면, 미세아교세포의 표면에 존재하는, 대표적인 염증유도 수용체인 'TLR4'라는 수용체에 염증유도 물질이 결합하면, 세포 내에서 PI3K/Akt 신호전달 경로가 활성화되며 자가포식 작용이 억제된다는 것을 규명했습니다.
  • 자가포식 작용억제가 알츠하이머병을 일으키는 아밀로이드베타를 분해하는 능력을 저하시켜 병을 중하게 만드는 작용을 최초로 확인했습니다. 
  • 알츠하이머병에서 신경 염증이 많이 일어나고 미세아교세포가 활성화될 때 아밀로이드베타 같은 해로운 물질이 분해되지 않고 더 쌓이는 이유를 밝힐 수 있었습니다.


특이한 점은?

  • TLR4→PI3K→AKT로 이어지는 작용 경로는 다른 조직의 면역세포와는 정반대로 자가포식 작용을 억제하기 때문에 본 연구는 미세아교세포 특이적인 자가포식 작용 과정을 처음으로 밝혔다는 데 그 의미가 있습니다. 
     
세아교세포의 자가포식 활성 억제와 퇴행성 뇌질환의 연관성. 출처: DGIST
세아교세포의 자가포식 활성 억제와 퇴행성 뇌질환의 연관성. 출처: DGIST

이 연구가 왜 중요하지?

  • 이번 연구는 뇌세포의 자가포식 작용 연구를 통해 자가포식 작용에 문제가 발생할 경우 어떻게 뇌기능에 영향을 주는지를 이해해 뇌질환 치료에 중요한 단서를 제시해줄 것으로 기대하고 있습니다. 
DGIST 뇌·인지과학전공 유성운 교수. 출처: DGIST
DGIST 뇌·인지과학전공 유성운 교수. 출처: DGIST

 

"퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데, 이 때 염증 증가와 연관된 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 것은 알려져 있지 않았습니다. 뇌조직세포에 초점을 맞춰 신경염증과 자가포식 작용간의 연관성을 계속해서 연구한다면 앞으로 뇌질환 치료제 개발에 한층 더 다가갈 수 있을 것입니다"

-DGIST 뇌·인지과학전공 유성운 교수-

 

 

어디에 쓸 수 있나?

  • 미세아교세포의 자가포식 활성은 알츠하이머병 악화 물질인 아밀로이드 베타 분해, 신경회로 재구성, 사이토카인 분비 조절 등 다양한 역할을 수행하고 있습니다. 
  • 따라서 미세아교세포의 자가포식 활성 조절 기법을 개발한다면, 신경염증을 수반하는 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환 치료에 이용이 가능할 것으로 보입니다. 
  • 대표적인 예로 알츠하이머병, 스트레스에 의한 우울증과 같은 정신 질환이 해당합니다.


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