[사이언스] 뇌염증 단백질 C8-감마의 역할 규명

뇌염증 및 치매의 진단/치료를 위한 활용 기대

특허뉴스 염현철 기자 | 기사입력 2021/01/08 [15:50]

[사이언스] 뇌염증 단백질 C8-감마의 역할 규명

뇌염증 및 치매의 진단/치료를 위한 활용 기대

특허뉴스 염현철 기자 | 입력 : 2021/01/08 [15:50]

▲ 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). 그림설명 및 그림 출처 : 경북대학교 석경호 교수   © 특허뉴스

 

지난 수년간 많은 다국적 바이오기업들이 치매정복을 위해 천문학적 수준의 투자와 기술개발에 전력투구하고 있지만 사실상 성과는 미미하다. 원인으로 기존의 치매 진단 및 치료 기술은 아밀로이드 베타와 같은 단일 표적에 편중되어 있다는 지적이 제기되고 있다. 치매의 원인은 아직 불분명하며 매우 복합적인 증상을 수반한다. 따라서 치매 특이적인 세포 반응성과 다양한 병리 현상에 대한 연구가 필요하다.

 

이러한 시기, 한국연구재단은 경북대 의과대학 석경호, 김종헌 교수 연구팀이 치매 병리현상중 하나인 뇌염증에서 농도가 증가하는 생체단백질 C8-감마의 염증완화 기능을 규명했다고 밝혔다.

C8-감마는 염증반응에 보조역할을 하는 성분 중의 하나인 C8-복합체의 구성 단백체이다.

 

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.

 

연구팀은 뇌염증이 동반되는 치매 동물모델이나 치매환자의 뇌에C8-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 것을 밝히고 이를 실제 알츠하이머 환자의 뇌조직에서 검증하였다.

 

▲ 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. 그림설명 및 그림 출처 : 경북대학교 석경호 교수   © 특허뉴스

 

나아가 C8-감마가 염증활성 촉진, 세포이동 등 다양한 세포 활성을 유도하는 것으로 알려진 단백질인 S1PS1PR2(스핑고신-1-포스페이트 수용체2) 간의 상호결합을 경쟁적으로 저해함으로써 과도한 미세아교세포의 활성을 억제하는 기전을 밝혀냈다.

 

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

 

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

 

이번 연구성과는 뇌과학 분야 국제학술지 브레인(Brain)20201231일자로 온라인 게재(표지논문) 되었다.

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