불안 장애의 새로운 표적

몬트리올 대학교와 산하 몬트리올 임상연구소(IRCM)의 과학자들은 단백질 복합체가 뇌 세포 연결의 구조적 조직과 기능, 그리고 특정한 인지 행동에 있어서 고유한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다.

IRCM의 시냅스 발달 및 가소성 연구부 소장인 히데토 타카하시가 이끄는 팀은 요크 대학의 스티븐 코너 팀과 일본 도쿠시마 대학의 마사노리 타치카와 팀과 협력하여 The EMBO Journal에 연구를 게재했습니다.

시냅스 조직의 결함은 많은 신경정신 질환과 관련이 있지만, 이 조직을 담당하는 메커니즘은 잘 이해되지 않았습니다. 연구자들은 새로운 연구 결과가 귀중한 치료적 통찰력을 제공할 수 있다고 믿습니다.

UdeM의 분자생물학 및 신경과학 연구 의학부 조교수인 다카하시는 이 연구에서 두 가지 목표를 염두에 두는 것이 중요하다고 말했습니다.

"하나는 뇌 세포 소통을 위한 새로운 분자 메커니즘을 발견하는 것입니다."라고 그는 말했습니다. "다른 하나는 공황 장애와 광장 공포증과 같은 행동을 보이는 불안 장애의 새로운 독특한 동물 모델을 개발하는 것입니다. 이는 새로운 치료 전략을 개발하는 데 도움이 됩니다."

메커니즘 이해

불안 장애, 자폐증, 정신분열증과 같은 정신 질환은 캐나다와 전 세계에서 가장 흔한 건강 장애 중 하나입니다. 유병률에도 불구하고, 이러한 질병 중 많은 것에 대한 약물 개발과 치료는 뇌의 복잡성으로 인해 매우 어려운 것으로 입증되었습니다. 따라서 과학자들은 치료 전략을 발전시키기 위해 인지 장애로 이어지는 근본적인 메커니즘을 이해하기 위해 노력했습니다.

두 뇌 세포(뉴런) 사이의 접합부를 시냅스라고 하며, 이는 신경 신호 전달과 뇌 기능에 필수적입니다. 표적 뉴런으로의 신호 전달을 활성화하는 흥분성 시냅스와 시냅스 분자의 결함은 많은 정신 질환의 원인이 됩니다.

다카하시의 팀은 이전에 시냅스 접합부 내에서 TrkC-PTPσ라는 새로운 단백질 복합체를 발견했는데, 이는 흥분성 시냅스에서만 발견됩니다. TrkC(NTRK3)와 PTPσ(PTPRS)를 코딩하는 유전자는 각각 불안 장애와 자폐증과 관련이 있습니다. 그러나 이 복합체가 시냅스 발달을 조절하고 인지 기능에 기여하는 메커니즘은 알려져 있지 않습니다.

다카하시 연구실의 박사과정 학생이자 제1 저자인 후삼 칼레드가 수행한 새로운 연구에서는 TrkC-PTPσ 복합체가 많은 시냅스 단백질의 생화학적 단백질 변형인 인산화를 조절함으로써 흥분성 시냅스의 구조적, 기능적 성숙을 조절하지만, 이 복합체가 손상되면 생쥐에서 특정 행동 결함이 발생한다는 것을 보여주었습니다.

뇌의 구성 요소

뉴런은 뇌와 신경계의 구성 요소로, 뇌와 신체 기능을 제어하는 ​​신호를 보내고 받는 역할을 합니다. 이웃 뉴런은 시냅스를 통해 통신하는데, 이는 그들 사이의 신호 전달을 허용하는 다리 역할을 합니다.

이 과정은 학습, 기억, 인지와 같은 적절한 뇌 기능에 필수적입니다. 시냅스나 그 구성 요소의 결함은 뉴런 간의 통신을 방해하고 다양한 뇌 장애로 이어질 수 있습니다.

Takahashi의 팀은 TrkC-PTPσ 복합체를 파괴하는 특정 유전적 돌연변이를 가진 마우스를 생성함으로써 이 복합체의 고유한 기능을 발견했습니다. 그들은 이 복합체가 시냅스 구조와 조직에 관련된 많은 단백질의 인산화를 조절한다는 것을 보여주었습니다.

돌연변이 마우스 뇌의 고해상도 영상은 비정상적인 시냅스 조직을 보여주었고, 신호 전달 특성에 대한 추가 연구에서 신호 전달에 결함이 있는 비활성 시냅스가 증가한 것으로 나타났습니다. 돌연변이 마우스의 행동을 관찰한 과학자들은 그들이 불안 수준이 높아진 것을 보았고, 특히 낯선 환경에서 회피가 증가했고, 사회적 행동이 손상되었습니다.


출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241011140948.htm

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