| 신경줄기세포의 줄기세포능 유지 관련 분자 메커니즘 규명 | ||
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 최근 칭화대 의학원 선친(瀋沁) 연구팀은 신경줄기세포의 줄기세포능(stemness) 유지 관련 분자 메커니즘 연구에서 중요한 성과를 얻었다. 해당 연구 성과는 “Persistent expression of VCAM1 in radial glial cells is required for the embryonic origin of postnatal neural stem cells“란 제목으로 2017년 7월 19일 ‘Neuron’ 학술지에 표지 논문 및 특집 기사로 게재되었다. 신경줄기세포 발육 및 줄기세포능(신경발생 능력) 유지는 신경계통의 발육성 질환과 관련될 뿐만 아니라 알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경퇴행성 질환의 발병 및 진행과도 밀접하게 연관되기에 이와 관련한 연구는 신경과학 분야에서 관심을 갖는 연구과제이다. 포유동물 대뇌 발육시기에 신경줄기세포는 배아 신경계통의 뇌실 구역(ventricular zone)에 광범위하게 존재하며 분화를 거쳐 뉴런(neurogenesis)과 신경아교세포(gliogenesis)를 발생하여 네트워크 연결을 형성하는데 이를 통해 복잡계 구조·기능을 갖춘 대뇌를 구축한다. 성년 시기에 신경줄기세포는 주로 측뇌실의 뇌실밑구역(subventricular zone)과 해마 치상회의 과립하영역(subgranular zone)에 제한되며 평생 동안 성체신경발생(adult neurogenesis) 능력을 보유하고 있기에 신경세포 손상 복원에 중요한 의미가 있다. 연구팀은 신경줄기세포의 줄기세포능 유지 관련 분자 조절 메커니즘 연구를 통해 최초로 생쥐 단뇌(telencephalon, 혹은 종뇌)에서 혈관세포부착분자-1(vascular cell adhesion molecule 1, VCAM1)의 발현 패턴이 신경줄기세포의 발육 과정과 일치한 것을 발견하였다. VCAM1은 처음에 뇌실 구역의 방사신경아교세포(radial glial cell, RGC) 즉 배아기 신경줄기세포에 광범위하게 분포된다. 그 후 느리게 증식하는 프리성체신경줄기세포에 점차적으로 농축되어 발현하고 성체휴지신경줄기세포에서 지속적으로 발현한다. 배아시기에 VCAM1을 녹아웃하거나 또는 VCAM1의 세포 내 영역을 돌연변이시킬 경우, 신경줄기세포의 조기 세포주기 탈퇴 및 조기 분화 소모를 유발하고 성체신경줄기세포 수효 감소 및 성체 SVZ 손상 후의 증식 복원 능력 저하를 초래한다. 반대로 VCAM1가 신경줄기세포에서 지속적으로 발현할 경우, 더 많은 신경줄기세포가 증식 분화 능력을 출생 후와 성년시기까지 유지할 수 있다. 연구팀이 밝힌 가능성 분자 메커니즘은 다음과 같다. 배아 발육의 초기에 VCAM1은 배측과 복측 단뇌에서 글리코겐 합성효소 키나아제(GSK3β) 억제, 카테닌단백질(β-Catenin) 신호경로 활성 유지를 통해 신경줄기세포로 하여금 활성화된 증식분화 상태에 놓이게 한다. 배아발육 중후기에 복측 단뇌의 VCAM1은 GSK3β 비의존 경로를 통해 β-Catenin 신호경로 활성을 억제시킴으로써 신경줄기세포가 불활성화 상태에 놓이게 하며 따라서 VCAM1을 지속적으로 발현하는 세포아군이 증식·분화가 매우 느린 휴지상태에 진입하고 최종적으로 성체줄기세포가 된다. 해당 연구는 VCAM1의 시공간적 특이 발현 및 β-Catenin 신호경로와의 다양한 작용은 신경줄기세포 발육에서 중요한 역할을 수행하며 또한, 신경줄기세포 아군에서 VCAM1 지속적 발현은 성체신경줄기세포 줄기세포능 유지의 필수 조건 중 하나임을 제시하였다. 그림: 야생형(WT) 생쥐와 비교하여 VCAM1 녹아웃(cKO) 생쥐에서 배아기와 출생 후의 신경줄기세포(RGC와 qNSC)는 모두 감소하였다. 정보출처 : http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info69901.htm |
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