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파킨슨 질환의 새로운 내인성 염증 병인체 발견

파킨슨 질환의 새로운 내인성 염증 병인체 발견 : 작성자, 작성일, 조회수, 보도시작시간,보도시작일, 첨부파일 정보 제공
작성자 관리자
작성일 2016-05-20 조회수 9,779
첨부파일

파킨슨 질환의 새로운 내인성 염증 병인체 발견

뇌염증인자 리포칼린2(lipocalin-2)의 병리적 역할 규명으로
노인성 뇌질환 치료제 개발에 중요한 단서 제공

  

  

국내 연구진이 대표적 노인성 뇌질환 중 하나인 파킨슨병*의 발병과 관련된 새로운 내인성 염증기전 활성체로 리포칼린2**(lipocalin-2)의 병리적 역할을 규명하여 향후 파킨슨병의 예방 및 치료제 개발 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 파킨슨병은 몸의 움직임이 느려지고 뻣뻣해지는 병으로 뇌신경세포가 점차적으로 소실되면서 서서히 증상이 나타나며, 환자의 10~15%는 50세 이전에 발생하는 것으로 알려져 있다.

    * 파킨슨병(Parkinson's Disease) : 느림, 떨림, 경직, 굽은 자세와 같은 운동능력의 저하를 특징으로 하는 진행형 신경 퇴행성 질환으로 대표적인 노인성 뇌질환 중 하나임
    ** 리포칼린2(lipocalin-2) : 세포분화 및 세포자멸사(apoptosis), 그리고 철의 세포내 흡수를 유도할 수 있는 내인성 단백질로 최근 면역세포 활성에도 중요하게 관여

  

한국보건산업진흥원(원장 이영찬, 이하 진흥원)은 보건의료분야 기초연구 성과를 임상 적용 및 사업화로 중개하기 위해 추진하는 보건복지부 질환극복기술개발사업(치매극복기술개발사업/질병중심중개기반연구)의 지원을 받은 석경호 교수(경북대학교 의과대학)와 김상룡 교수(경북대학교 생명과학부) 공동연구팀이 “파킨슨병의 발병과 관련된 신규 내인성 염증기전 활성체로 리포칼린2(lipocalin-2)의 병리적 역할을 규명”하였다고 밝혔다.

  

본 연구팀은 뇌염증을 일으켜 신경독성 물질의 생성을 크게 증가 시킬 수 있는 리포칼린2 단백질 발현이 정상인의 사후 뇌조직(흑질)*과 파킨슨병 환자의 사후 뇌조직(흑질)을 비교 하였을 때 파킨슨병 환자의 사후 뇌조직 (흑질)에서 리포칼린2 단백질의 발현이 증가하는 것을 처음으로 확인하였다.

    * 뇌조직(흑질): 운동기능과 관련된 도파민 신경세포의 신경세포체가 분포된 중뇌 뇌부위로 멜라닌을 함유한 도파민 신경세포들에 의해 검은색을 나타내어 그 부위를 흑질이라 함

  

이와 함께, 파킨슨병 동물모델 및 세포배양 시스템을 이용하여 대뇌에 신경손상이 발생하면 리포칼린2의 발현이 크게 증가될 수 있으며, 이때 주요 리포칼린2의 생성 뇌세포는 신경세포가 아닌 성상교세포*라는 사실도 확인하였다. 리포칼린2 단백질 증가에 따른 신경독성 유도 뇌염증의 기전을 검증하였고, 이러한 결과들을 통해 파킨슨병과 관련된 신규 내인성 병원체로 리포칼린2의 중요성을 제시 하였다.

    * 성상교세포(astrocyte) : 성상교세포는 혈관의 상피세포 (endothelial cell)들과 함께 뇌혈관장벽 형성을수행하며 신경 조직에 영양소 공급 및 세포 밖의 이온 밸런스 조절 등을 통해 뇌세포들의 항상성 유지에 중요한 역할을 수행함.
그러나 대뇌에서 과도한 뇌염증 반응과 관련하여 신경세포에 대한 독성도 유도 할 수 있음

  

김상룡 교수는 “신경독성을 나타내는 뇌염증 현상은 파킨슨병 같은 노인성 뇌질환의 발병과 밀접한 관련성을 가지고 있다. 대뇌 도파민 신경시스템에서 리포칼린2라는 단백질의 과다 생성은 파킨슨병 발병과 관련된 도파민 신경세포의 사멸을 초래하는 심각한 뇌염증으로 이어질 수 있다. 대뇌 도파민 신경시스템에서 리포칼린2의 생성 및 관련 신경독성 기전을 검증한 본 연구의 결과들이 아직 궁극적 치료제가 없는 파킨슨병을 포함한 노인성 뇌질환과 관련하여 새로운 예방·치료제 개발에 큰 도움이 될 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

  

이번 연구는 신경과학 분야 국제 저명 학술지인 '신경과학 저널(The Journal of Neuroscience)‘에 게재(5월 18일 온라인 게재) 되었다.

  

  ○ 논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
    - 논문명 : Pathogenic upregulation of glial lipocalin-2 in Parkinsonian dopaminergic system
    - 저자 정보 : 석경호 교수(교신저자, 경북대학교 의과대학), 김상룡 교수 (교신저자, 경북대학교 생명과학부), 김병욱 박사 (제1저자, 경북대학교 뇌과학연구소)

  

   ○ 논문의 주요내용

 ○ 리포칼린2는 세포의 분화, 세포사 유도 및 철의 세포내 흡수 등의 기능을 가지는 단백질로 알려져 있으며, 최근 뇌염증 유도와 관련하여 중요한 내인성 인자로 보고되고 있다. 그러나, 파킨슨병과 뇌염증의 밀접한 관련성 보고들에도 불구하고 파킨슨병과 관련된 리포칼린2의 병리적 역할에 대한 연구는 이뤄진 바 없었다.

 ○ 파킨슨병 환자의 사후 뇌조직 (흑질)에서 리포칼린2 단백질의 발현이 정상인에 비해 유의미하게 증가함을 본 연구를 통해 처음 확인하여 파킨슨병 발병과 관련된 리포칼린2의 병리적 역할이 있을 것임을 예측하였다.
파킨슨병의 비정상적 행동 현상을 유도하는 대표적 원인인 대뇌 도파민 신경세포 퇴화와 관련된 리포칼린2의 역할을 규명하기 위해 세포배양 시스템 및 마우스 동물모델의 흑질에 리포칼린2을 투여하여 실제 신경독성을 가지는지 확인 하였다.
그 결과로 리포칼린2의 증가는 도파민 신경세포의 과도한 철흡수를 통한 직접적 퇴화 유도와 함께 도파민 신경세포의 퇴화를 증가 시키는 뇌염증 현상도 함께 유도할 수 있음을 관찰하였다.

 ○ 이와 함께, 신경독성 물질을 이용한 파킨슨병 동물모델에서 도파민 신경세포 손상으로 방출된 신경세포 유래 특정 인자들이 신경교세포 (성상교세포 및 미세아교세포*)에서 리포칼린2의 생성을 촉진시킬 수 있으며,
신경교세포에서 유래된 리포칼린2가 도파민 신경세포의 손상을 증가시킨다는 사실을 동물실험과 세포배양 시스템을 이용하여 추가 검증하였다.

   * 미세아교세포(microglia) : 뇌에서 면역 유사 기능을 담당하는 신경교세포의 일종으로 노폐물처리를 담당하고 있으나, 염증반응이나 신경변성 시에는 과활성화 되어 신경독성을 일으키는 염증세포로의 기능도 갖고 있음

 ○ 궁극적으로 리포칼린2 증가에 의한 도파민 신경세포의 퇴화 및 운동기능 장애가 리포칼린2 발현을 제어한 유전자 변이 마우스에서 크게 개선된다는 결과를 통해 성체 도파민 신경시스템에서 리포칼린2의 발현 제어가 실질적 치료 효과로 이어질 가능성을 확인하였다.

  

  

문의 : 경북대학교 의과대학 약리학교실 석경호 교수 ☎ (053)256-1566
              경북대학교 자연과학대학 생명과학부 김상룡 교수 ☎ (053)950-7362

[붙임] 1. 연구결과 개요 2. 용어설명