뇌염증 단백질 C8-감마 역할 규명
뇌염증 단백질 C8-감마 역할 규명
뇌염증 및 치매의 진단·치료 활용 기대
  • 임대현
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2021.01.06 12:00
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경북대 의과대학 석경호 교수(왼쪽)와 김종헌 교수
경북대 의과대학 석경호 교수(왼쪽)와 김종헌 교수

[헬스코리아뉴스 / 임대현] 경북대 의과대학 석경호·김종헌 교수 연구팀이 치매 병리현상중 하나인 뇌염증에서 농도가 증가하는 생체단백질 C8-감마의 염증완화 기능을 규명했다.

치매의 주요 병리현상인 뇌염증은 뇌에 발생한 감염에 대응하거나 이물질을 제거하기 위한 세포반응으로, 주로 교세포(성상교세포와 미세아교세포)의 활성에 의해 일어난다.

경미한 뇌염증은 회복되지만, 과도한 뇌염증은 비가역적인 뇌 손상을 일으켜 치매의 원인으로 작용하기도 한다.

 

※ C8-감마 : 염증반응에 보조역할을 하는 성분 중의 하나인 C8-복합체의 구성 단백체 이다.

※ 교세포 : 주로 신경세포 생존 및 활성 지지 기능을 가진 성상교세포와 뇌 속 청소를 담당하는 미세아교세포로 구성된다. 병리학적 뇌 환경에서는 뇌염증 기능을 수행한다.

 

<strong>[그림1] 알츠하이머병 뇌에서 C8-감마의 발현 변화 및 기능 규명 <br>​​​​​​​<br></strong>C8-감마는 일반적으로 혈액 내에서는 C8-복합체를 이루어 숙주를 보호하는 면역반응에 관여한다고 알려져 있었으나, 본 연구진은 C8-감마가 뇌에서도 발견되며 특히 알츠하이머병과 같은 뇌염증 상황에서 성상교세포에서 특이하게 발현이 증가되어 항염증 기능을 나타내는 것을 규명했다. 성상교세포(적색), C8-감마(흑색).
[그림1] 알츠하이머병 뇌에서 C8-감마의 발현 변화 및 기능 규명

C8-감마는 일반적으로 혈액 내에서는 C8-복합체를 이루어 숙주를 보호하는 면역반응에 관여한다고 알려져 있었으나, 본 연구진은 C8-감마가 뇌에서도 발견되며 특히 알츠하이머병과 같은 뇌염증 상황에서 성상교세포에서 특이하게 발현이 증가되어 항염증 기능을 나타내는 것을 규명했다. 성상교세포(적색), C8-감마(흑색).

[그림 2] 알츠하이머병 환자 뇌 조직에서 과활성화된 성상교세포의 C8-감마알츠하이머병 환자 뇌의 과활성된 성상교세포에서 증가된 C8-감마의 발현을 확인했다. 성상교세포(적색), C8-감마(흑색).
[그림 2] 알츠하이머병 환자 뇌 조직에서 과활성화된 성상교세포의 C8-감마

알츠하이머병 환자 뇌의 과활성된 성상교세포에서 증가된 C8-감마의 발현을 확인했다. 성상교세포(적색), C8-감마(흑색).

연구팀은 뇌염증이 동반되는 치매 동물모델이나 치매환자의 뇌에 ‘C8-감마’ 단백질 농도가 정상군보다 높게 나타나는 것을 관찰했다. 뇌척수액과 혈액에서도 정상군보다 이 단백질의 농도가 증가해 있었다.

이에 연구팀은 뇌염증 및 알츠하이머병 동물모델을 이용해 급성 뇌염증이 성상교세포를 자극해 C8-감마 발현을 유도한다는 밝혀내고 이를 실제 알츠하이머 환자의 뇌조직에서 검증했다.

나아가 C8-감마가 S1P와 S1PR2(스핑고신-1-포스페이트 수용체2) 간의 상호결합을 경쟁적으로 저해함으로써 과도한 미세아교세포의 활성을 억제하는 기전을 밝혀냈다.

 

[그림 3]  C8-감마의 발현 및 기능 기전C8-감마는 급성 뇌염증 인자에 의해 성상교세포에서 발현이 증가하고 분비된다. 한편 뇌염증 상황에서 스핑고신-1-포스페이트(S1P)가 스핑고신-1-포스페이트 수용체2(S1PR2)에 작용하여 미세아교세포의 활성을 유도하는 과정에 대해 C8-감마가 이들의 상호작용에 대해 경쟁적으로 저해하여 미세아교세포의 활성을 억제한다는 것을 규명했다.
[그림 3] C8-감마의 발현 및 기능 기전

C8-감마는 급성 뇌염증 인자에 의해 성상교세포에서 발현이 증가하고 분비된다. 한편 뇌염증 상황에서 스핑고신-1-포스페이트(S1P)가 스핑고신-1-포스페이트 수용체2(S1PR2)에 작용하여 미세아교세포의 활성을 유도하는 과정에 대해 C8-감마가 이들의 상호작용에 대해 경쟁적으로 저해하여 미세아교세포의 활성을 억제한다는 것을 규명했다.

 

※ S1P(스핑고신-1-포스페이트) : 염증활성 촉진, 세포이동 등 다양한 세포 활성을 유도하는 것으로 알려진 단백질이다. SIPR2와 S1P의 결합은 미세아교세포의 염증 활성을 촉진한다.

치매환자에서 ‘C8-감마’의 농도 증가는 진단을 위한 실마리가, 미세아교세포 활성 저해를 통한 염증완화라는 ‘C8-감마’의 역할은 치료제 개발 연구의 실마리가 될 수 있을 것으로 기대된다.

‘C8-감마’는 다른 조직에서는 ‘C8-복합체’ 형태로 분비되지만 연구팀이 발견한 독립형 ‘C8-감마’는 뇌에서만 특이적으로 발현하여 진단 활용 가능성이 더욱 높고, 생체단백질을 이용한다는 점에서 보다 안전한 치료법 개발의 실마리가 될 것이라는 설명이다.

연구성과는 뇌과학 분야 국제학술지 브레인(Brain)에 2020년 12월 31일자 온라인판에 표지논문으로 게재됐다.

이번 연구는 과학기술정부통신부·한국연구재단이 추진하는 뇌과학원천기술개발사업, 기초연구사업 등의 지원으로 한국과학기술연구원(류훈·황은미 박사) 및 한국뇌연구원(허향숙·최영식 박사)과 공동으로 추진했다.


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