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기·원의 전당 2012. 5. 7. 16:49

우울증, 치매, 자폐, 정신분열 등의 뇌신경질환은 신경세포 발달이 정상적으로 이루어지지 않아 발생한다. 이러한 질병을 보다 효과적으로 치료하기 위해 현재 신경발달을 조절하는 신경세포 관련 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그중에서도 신호전달, 조절기전 등에 대한 연구에 관심이 집중되고 있다.

 

신호전달: 세포가 외부의 신호를 수용하여 그에 대응하는 세포 기능이 발현되기까지 정보를 전달하는 과정


인간의 신경은 신경세포(Neuron)들의 그물망으로 구성되어 있으며, 신경세포는 ‘시냅스(Synapse)’라 부르는 접합부를 통해서 수천 개의 다른 세포와 접촉한다. 신경시냅스에서는 신경세포 간 신호전달이 이루어지는데, 신호전달이 원활하면 신경시냅스 형성도 촉진된다.  

 

신경시냅스

<신경세포간 연결 부위로서 신경전달물질과 수용체를 통하여

신호가 전달되는 곳이며 잘 발달된 시냅스는 신경세포 기능을 증진시킴>


 

신경시냅스는 전달효율이나 형상이 달라질 수 있다. 예컨대 입력 빈도가 높은 신호에 대해서는 전달효율이 높아지기도 하고, 반대의 경우에는 효율이 떨어질 수 있다. 시냅스의 크기 역시 커지거나 작아지기도 하고, 아예 사라지기도 한다. 이처럼 신경시냅스가 변할 수 있다는 것을 ‘신경시냅스 가소성’이라고 부르는데, 이것이 잘 조절되지 않으면 기억과 학습 능력이 저하될 수도 있고 여러 신경정신질환이 발병할 수도 있다.

 

비단 신체의 문제만이 아니다. 환경, 약물 남용 등 여러 사회적 요인으로 정신분열증을 비롯한 다양한 정신질환이 발생하는 요즘, 건강하고 똑똑한 신경세포가 그 어느 때보다 절실하다.

 

 

신경세포 발달을 조절해 자폐 및 우울증 등 신경정신질환 치료


 

한국생명공학연구원의 단백체의학연구센터 이재란 박사팀은 신경시냅스에 존재하는 ‘타이로신 탈인산화 효소 PTPRT(protein tyrosine phosphatase, receptor type, T)’가 신경시냅스 형성을 조절함으로써 신경세포 발달을 돕는다는 사실을 규명했다. 타이로신 탈인산화 효소 PTPRT는 아미노산의 일종인 ‘타이로신’에 결합되어 있는 인산기(Phosphate)를 분리하는 효소로서, 세포 내 신호전달에 중요한 역할을 한다.

 

연구팀은 해마신경세포에PTPRT 효소의 발현을 인위적으로 증가시킬 경우 신경시냅스의 갯수가 늘어나고, 반대로 발현을 억제하면 신경시냅스가 줄어들어 신경세포 간 전기신호가 약화되는 것을 확인했다.


 해마 : 뇌에서 기억의 저장과 상기에 중요한 역할을 하는 기관

                   

 

 

                                         <A: PTPRT 과발현에 의해 신경세포 시냅스 형성 증가>

                                              <B: PTPRT 발현이 억제되어 시냅스 형성 감소>

                                      <C: PTPRT 발현이 억제되어 신경세포 전기신호 역시 감소>

 

 

PTPRT 타이로신 탈인산화효소는 자체 인산화 및 탈인산화에 의한 중합체 형성을 통해 활성이 조절되며, 자폐증을 유발하는 ‘뉴로리긴(Neuroligin)’이라는 세포접착물질과 상호작용해 신경정신질환에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구성과를 통해 신경시냅스 형성과 시냅스 가소성을 조절하는 신경세포 특이 타이로신 탈인산화효소 활성조절을 이용한 신경정신질환 치료법 개발이 앞당겨질 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

 

 

 

교육과학기술부와 한국연구재단의 지원으로 원인 불명, 다양한 증상, 더딘 치료 효과 등 다양한 장애물을 안고 있는 신경정신질환. 이러한 정신질환의 원리와 원인을 파헤치는 기초연구들이 지속되고 있어 머지않아 효과적인 치료를 할 수 있을 날이 다가올 것으로 보인다.

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