[과학을 읽다]뇌 신호네트워킹 밝혀졌다

뇌 발달 장애 치료 실마리 제공

▲히포칼신(Hpca) 유전자 발현이 신경세포 분화에 영향을 끼치는 것으로 파악됐다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 히포칼신(Hippocalcin)이 신경줄기세포 분화에 관계한다는 사실이 밝혀졌습니다. 뇌의 특이 신호네트워킹이 규명됐습니다.

히포칼신은 칼슘결합 단백질입니다. 해마(hippocampus)를 포함한 뇌신경계에서만 특이적으로 나타나는 단백질입니다. 히포칼신은 뇌신경계에서만 특이적으로 발현되는 칼슘결합단백질로 보고된 이후 현재까지 왜 뇌신경계에만 존재하는지에 대한 이유와 뇌에서 어떤 역할을 하는지는 밝혀지지 않았습니다.

국내 연구팀이 히포칼신이 신경줄기세포의 신경분화 조절의 새로운 핵심단백질로 관여한다는 사실을 규명했습니다. 뇌 발달 장애치료, 태아의 지능 향상 타깃으로 적용할 수 있습니다.

신경줄기세포를 이용한 새로운 치료법의 개발을 위해서는 신경줄기세포의 분화에 대한 분자생물학적 조절 메커니즘에 대한 연구가 중요합니다. 특정 자극에 반응해 분화의 운명이 결정되는 줄기세포의 분화조절 메커니즘 규명은 신경세포로의 분화유도와 발달단계의 조절에 반드시 선행돼야 할 연구입니다.

임신 14일 된 흰쥐의 배아에서 분리한 대뇌피질 신경줄기세포를 대상으로 분화 유도를 할 때 히포칼신이 신경세포분화(neuronal differentiation)를 유도하고 반면 성상세포분화(astrocytic differentiation)를 억제한다는 사실이 드러났습니다. 성상세포(astrocyte)는 신경세포(neuron)를 물리적으로 지지하고 세포간질액의 이온농도를 유지하도록 돕는 중추신경계 세포입니다.

이번 연구는 신경줄기세포 분화에서 히포칼신이 신경세포분화를 증가시키는 반면 성상세포분화는 억제시킨다는 신호네트워킹을 규명했다는 점에서 중요합니다. 새롭게 규명된 이 신호네트워킹은 신경줄기세포가 안정적으로 신경세포로 분화할 수 있게 해줌으로써 뇌 발달과 지능획득에 작용했습니다.

신경계에만 존재하는 칼슘결합 단백질인 히포칼신에 의한 신경세포로의 분화유도 메커니즘이 확립됨으로써 뇌 발달 장애 질환과 지능향상의 세포 치료 타깃으로의 응용이 가능합니다.

이번 연구는 한중수 한양대 교수 연구팀이 수행했습니다. 연구 결과는 국제 학술지 스템 셀 리포트(Stem Cell Reports) 12월22일자(논문명 : Hippocalcin Promotes Neuronal Differentiation and Inhibits Astrocytic Differentiation in Neural Stem Cells)에 실렸습니다.

한중수 교수는 "신경줄기세포가 성상세포를 포함한 신경아교세포로 분화되지 않고 신경세포(뉴런)로 안정적으로 분화하도록 하는 뇌 특이 신호네트워킹을 최초로 밝힌 것"이라며 "앞으로 뇌 발달 장애치료는 물론 태아의 지능향상을 위한 타깃으로 응용될 것으로 기대된다"고 말했습니다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr