과학자들은 뇌의 플레이오트로핀을 회복하면 다운 증후군 환자의 뇌 기능이 향상될 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 신경 질환을 치료하는 유망한 새로운 접근법을 제시합니다.
다운증후군에서 나타나는 뇌 회로 결함은 핵심 분자의 결핍 때문일 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다. 이 발견은 다운증후군을 비롯한 신경 질환 치료에 있어 중요한 진전을 이룰 수 있는 길을 열어줄 수 있습니다.
게재 Cell Reports 저널에 게재된 이 연구는 pleiotrophin으로 알려진 이 분자가 신경계의 발달과 기능에 필수적임을 밝혔습니다. 연구진은 성체 실험용 쥐의 뇌에서 pleiotrophin을 회복시켰을 때 뇌 기능이 크게 향상되었음을 발견했으며, 이는 인간에게도 유사한 치료법이 적용될 가능성을 시사합니다.
"이 연구는 시냅스 조절 분자를 분비하는 데 특화된 뇌 세포인 성상세포를 표적으로 삼아 성인의 뇌 회로를 재구성할 수 있다는 개념 증명을 제공하기 때문에 매우 흥미롭습니다."라고 솔크 생물학 연구소 박사후 연구원 시절 연구를 수행했고 현재 버지니아 대학교 의과대학 신경과학 조교수인 제1저자 애슐리 N. 브란데부라는 보도자료를 통해 밝혔습니다. "이 연구는 아직 인간에게 적용되기까지는 먼 길이 남았지만, 분비된 분자를 효과적인 유전자 치료 또는 잠재적으로 단백질 주입과 함께 투여하여 다운증후군 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있다는 희망을 줍니다."
미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 미국에서 매년 태어나는 아기 640명 중 약 1명에게 영향을 미치는 다운증후군은 세포 분열 오류로 인해 발생합니다. 이러한 오류는 발달 지연, 과잉 행동, 그리고 심장 기형이나 갑상선 질환과 같은 다양한 질환의 위험 증가로 이어질 수 있습니다.
니콜라 J. 앨런이 이끄는 솔크 연구소 연구진은 다운증후군의 근본 원인을 더 잘 이해하고자 했습니다. 그들은 다운증후군을 모델링한 실험용 쥐의 뇌에서 변형된 세포 단백질을 분석하여 유망한 후보 물질인 플레이오트로핀을 발견했습니다. 이 단백질은 뇌 발달의 중요한 순간에 높은 수준으로 존재하며, 시냅스 형성과 신경 전달 물질 발달에 중요한 역할을 합니다.
연구진은 플레이오트로핀 보충이 뇌 기능을 개선할 수 있는지 시험하기 위해 변형 바이러스를 사용하여 이 분자를 필요한 뇌세포에 전달했습니다. 바이러스 벡터라고 불리는 이 유전자 조작 바이러스는 질병을 유발하지 않으면서 유익한 물질을 세포에 주입합니다.
결과는 긍정적이었습니다. 뇌의 핵심 세포, 특히 성상세포에 플레이오트로핀을 투여하자 해마의 시냅스 수가 늘어나 뇌 가소성이 향상되고 잠재적으로 인지 기능이 회복되었습니다.
앨런은 보도자료에서 "이번 연구 결과는 성상세포를 매개체로 사용하여 가소성 유도 분자를 뇌에 전달할 수 있음을 시사합니다."라고 밝혔습니다. "이를 통해 언젠가는 잘못된 연결을 재구성하고 뇌 기능을 향상시킬 수 있을 것입니다."
이러한 연구 결과는 희망적이지만, 연구진은 플레이오트로핀이 다운증후군의 뇌 회로 문제를 유발하는 유일한 요인은 아닐 가능성이 높다고 경고합니다. 이 질환의 복잡성을 완전히 이해하기 위해서는 더욱 포괄적인 연구가 필요합니다.
성상세포를 이용해 시냅스 형성 분자를 전달하는 데 성공하면 응용 분야가 더 넓어질 수 있으며, 잠재적으로 다양한 신경 질환 치료에 도움이 될 수 있습니다.
브란데부라는 "성상세포가 뇌 가소성을 유도하는 분자를 전달할 수 있다는 생각은 취약 X 증후군과 같은 다른 신경발달 장애뿐만 아니라 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환을 포함한 여러 신경 질환에 영향을 미칠 수 있습니다."라고 덧붙였습니다. "장애가 있는 성상세포가 시냅스 생성 분자를 전달하도록 '재프로그램'하는 방법을 알아낼 수 있다면, 다양한 질병 상태에 매우 유익한 영향을 미칠 수 있을 것입니다."
출처: 버지니아 대학교 건강 시스템