니가타 대학 연구진의 최근 연구는 근위축성 측삭 경화증(ALS)에서 관찰되는 단백질 매개 운동 신경세포 손실에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
소설 사용 루게릭병 마우스 모델연구진은 루게릭병에서 운동 신경세포의 퇴화에서 단백질 TDP-43이 하는 역할을 더 잘 이해하는 데 초점을 맞췄습니다.
저널에 게재된 연구 결과는 신경병리학회지는 연구자들이 루게릭병에서 진행성 신경 퇴행이 발생하는 메커니즘을 더 잘 이해하여 향후 루게릭병의 새로운 치료 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
ALS 및 TDP-43 이해
근위축성 측삭 경화증루게릭병은 뇌와 척수의 운동 신경세포에 영향을 미치는 진행성 신경 퇴행성 질환입니다.
질병이 진행되는 동안 이러한 신경세포가 죽으면 광범위한 근육 약화와 마비가 발생하며, 루게릭병이 진행됨에 따라 환자는 종종 말하기, 움직이기, 삼키기, 숨쉬기 능력을 상실하게 됩니다. 루게릭병에 대한 알려진 치료법은 없지만, 조기에 발견하면 질병의 진행을 늦출 수 있는 경우가 많습니다.
따라서 조기 진단을 위한 효과적인 방법을 찾는 것이 연구자들의 주요 관심사였습니다.
루게릭병과 관련된 한 가지 마커는 TAR DNA 결합 단백질(TARDBP 또는 TDP-43)의 축적입니다.
2022년에 발표된 연구에 따르면 JAMA 신경학 에 따르면 TDP-43 축적 이 루게릭병 조기 진단을 위한 효과적인 바이오마커로 사용될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 그러나 TDP-43의 비정상적인 축적과 루게릭병 사이의 연관성이 알려져 있음에도 불구하고, 이 단백질이 질병의 퇴행을 촉진하는 역할은 아직 명확하지 않습니다.
니가타 대학 뇌 연구소 연구팀은 이러한 현상을 이해하고자 했습니다.
니가타 대학의 신경학과 교수이자 이번 연구의 수석 저자인 오사무 오노데로 박사는 다음과 같이 말합니다, 는 다음과 같이 설명합니다.“TDP-43 축적은 대부분의 루게릭병 환자에서 볼 수 있지만, 이것이 운동 경로를 통해 전파되어 질병 진행을 일으키는지에 대해서는 오랫동안 논쟁이 있어 왔습니다.”라고 설명합니다.
루게릭병 마우스 모델에서의 TDP-43 전파
루게릭병에서 TDP-43의 역할을 탐구하기 위해 오노데로 박사와 그의 연구팀은 피질 운동 신경세포, 척추 운동 신경세포, 골격근의 세 가지 특정 영역 중 하나에 TDP-43을 축적하는 루게릭병 마우스 모델을 개발했습니다.
이 동물 모델을 사용하여 연구팀은 세 가지 특정 영역 각각에 TDP-43이 축적되면 어떻게 다른 운동 신경세포로 질병이 진행되는지 관찰할 수 있었습니다.
오노데로 박사팀은 피질 신경세포에서 TDP-43을 유도했을 때 가벼운 퇴행을 유발한다는 사실을 관찰했습니다. 그리고 단백질이 “축삭을 따라 이동하여 미엘린이라는 보호막으로 축삭을 감싸서 신경세포를 지지하는 비신경세포인 희돌기아교세포로 전달되어 신경세포 신호 전달을 촉진합니다.”
척추 운동 뉴런에서 TDP-43을 유도했을 때 결과는 크게 달랐습니다. 이 모델에서는 TDP-43이 인근 피질이나 척추 뉴런으로 이동하지 않았습니다.
또한 피질 뉴런에서 TDP-43이 가벼운 퇴행을 일으킨 것과 달리 척추 운동 뉴런에 TDP-43이 축적되면 광범위하고 심각한 운동 세포 사멸, 근육 위축 및 운동 기능 장애가 유발되었습니다.
이 연구의 공동 시니어 저자인 우에노 마사키 박사는 요약“우리의 연구 결과는 병원성 TDP-43이 루게릭병의 운동 경로에서 퇴행을 전파하는 여러 가지 특성을 가지고 있으며, 아마도 스스로 퍼지고 퇴행 및 염증과 같은 다른 독성 사건을 유도할 수 있음을 시사합니다.”
시사점 및 향후 연구
연구팀의 연구 결과에 따르면 루게릭병에서 병원성 TDP-43은 퇴행을 확산하고 전파할 수 있는 다양한 메커니즘을 가지고 있습니다.
루게릭병 및 기타 신경 퇴행성 질환에서 TDP-43이 어떻게 확산되고 다른 단백질 또는 세포 과정과 어떻게 상호작용하는지에 대한 메커니즘을 더 깊이 파헤치기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.
그럼에도 불구하고 이러한 초기 연구 결과는 매우 중요합니다.
TDP-43이 루게릭병의 병리 현상을 유발하는 경로에 대해 더 많이 이해할수록 연구자들은 루게릭병의 진행을 막기 위한 혁신적인 치료법을 개발하는 데 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것입니다.
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