분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-11-18 19:05:48 , Hit : 2278
 뇌 면역세포에서만 발현되는 유전자의 발견

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013110278&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-11-18      
          
RNA sequencing을 통해 뇌 면역세포 (microglia)에서 발현되는 독특한 유전자를 밝혀냈다. 뇌 면역 세포 ‘sensome’의 발견은 퇴행성 신경 질환에 대한 이해와 치료를 향상시킬 수 있다.

매사추세츠 종합 병원 (MGH) 연구원들은 뇌의 면역 기능을 담당하는 신경 아교 세포의 일종인 미세아교세포 (microglia)에 관여하는 유전자 집합체를 식별하기 위해 새로운 시퀀싱 (sequencing) 방법을 사용했다. 미세아교세포는 병원성 미생물 또는 독성물질을 감지하며 손상된 세포들을 제거한다. 다시 말해 조직 내에서 변성된 뉴런이나 이물질 등을 잡아먹는 대식세포와 같이 물질의 운반과 파괴, 제거, 병원성 대사 물질의 청소 등 중요한 역할을 한다. 이 유전자의 발견은 정상적인 뇌 또는 신경 퇴행성 질환을 갖는 뇌에서의 미세아교세포의 역할을 보다 잘 이해할 수 있게 해주며 알츠하이머와 파킨슨 질환에 의해 손상된 뇌를 보호하는 새로운 치료법을 제시할 수 있을 것이다.

본 연구는 <Nature Neuroscience> 저널에 개제되었으며 미세아교세포의 활성이 노화로부터 뇌 세포를 보호하는 것과는 반대로 이전의 몇몇 연구에서 제시한 것과 같이 더욱 더 독성물질을 증가시킨다는 것을 밝혀냈다.

매사추세츠 종합 병원 면역학 및 염증 질환 센터의 전염병 부서 소속이자 본 연구 논문의 수석 저자인 조셉 엘 쿠리(Joseph EL Khoury) 박사는 “우리는 뇌 조직의 환경을 감지하는데 사용되는 미세아교세포 유전자의 집합체를 최초로 발견할 수 있었다”고 말했다. “이러한 유전자를 알아냄으로써 우리는 이들 유전자의 발현을 downregulate (세포가 주어진 호르몬이나 신경전달물질에 대한 sensitivity를 낮추기 위해 수용체 (receptor)의 숫자를 줄이는 과정) 또는 upregulation (수용체의 숫자를 증가시키는 과정)시키는 방법을 개발하여 중추 신경계 질환의 미세아교세포를 겨냥할 수 있다” 고 설명했다.

대식 세포 (macrophage)의 일종인 미세아교세포는 지속적으로 감염의 유무, 염증 그리고 손상되거나 죽어가는 세포를 감지하기 위해 뇌 조직의 환경을 조사하는 것으로 알려져 있다. 이들 세포가 감지하는 상황에 따라 미세아교세포는 침몰 병원성 미생물, 독성물질 또는 손상된 세포에 대해서 보호 체계로 작용하여 감염된 뇌 세포 또는 파괴된 병원균과 같은 독성 물질을 방출하게 한다. 신경 독성 물질은 건강한 세포 또한 손상시킬 수 있기 때문에 반드시 통제되어야 하며 과도한 신경 독성은 여러 신경 퇴행성 질환으로 인한 손상에 기여하는 것으로 알려져 있다.

엘 쿠리 박사 연구팀은 건강한 성인 쥐의 미세아교세포의 전사체 (transcriptome, 세포에서 발현 중인 RNA의 총합 또는 유전자 발현량을 규명하는 것)를 알아내기 시작했고 그와 같은 동물의 전체 뇌 조직과 말초 세포 조직에서 대식 세포의 발현 프로파일과 비교하였다.

본 연구팀은 이전에 알려진 방법보다 더 정확한 direct RNA sequencing이라고 하는 기술을 사용하여 미세아교세포에서만 발현되는 유전자 집합체를 밝혀냈고 유전자의 발현량을 측정했다. 본 연구 논문의 저자는 이러한 유전자 ‘스냅 샷 (snapshot)’을 모든 포유동물 뇌 세포를 위해 처음으로 제작되었다고 강조했다.

노화라는 것은 뇌에서 유전자 발현 정도가 변경된 것이라고 알려져 있기 때문에 본 연구팀은 젊은 쥐와 늙은 쥐의 ‘sensome’을 비교했다. 그 결과 이전의 연구에서 제시된 것과는 달리 손상된 뉴런과 같이 신경 독성 물질의 작용에 관련된 유전자의 발현을 저하시켰다. 이것은 노화 작용과 비슷하다. 반면, 병원균을 감지하고 제거하는데 관련된 신경 보호 유전자들의 발현은 증가시켰다.

엘 쿠리 박사는 살아 있는 동물이 아닌 배양 세포의 전체 발현 프로파일에서 보이지 않았던 노화와 증가된 신경 독성을 제안한 이전 연구에 주목했다. 그는 “ 우리는 미세아교세포의 ‘sensome’을 구축함으로써 정상적인 조건에서 뇌 조직 환경에 어떻게 반응하고 상호 작용하는지 명확하게 이해할 수 있게 한다”고 설명했다.

“이후의 연구에서는 병적 상태에서 이들이 어떻게 반응하고 상호 작용하는지에 대해 알아볼 것이다. 우리는 미세아교세포가 알츠하이머 질환과 다른 신경 퇴행성 질환의 진행으로 더욱 더 신경 독성 물질이 될 것임을 알고 있으며, 최근의 연구에서 두 가지의 미세아교 sensome 유전자들이 알츠하이머 병의 위험인자라는 것을 밝혔다. 우리의 다음 연구 단계는 중추 신경계 질환에서 sensome이 어떻게 변화하는지 인간의 뇌 세포와 다른 뇌 세포의 sensome을 알아내는 것이며 결과적으로 약리학적으로 sensome을 안전하게 조작하는 방법을 찾아내는 것”이라고 덧붙였다.


http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-11/mgh-mgs111413.php







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