TAR DNA 결합 단백질 43으로도 알려진 TDP-43 단백질은 뇌의 유전자 발현과 신경 가소성에 중요한 역할을 하는 것으로 가장 잘 알려져 있습니다.
최근 몇 년간 많은 연구에서 TDP-43과 근위축성 측삭 경화증(ALS), 전두측두엽 변성(FTLD), 노년기 TDP-43 뇌병증을 비롯한 다양한 신경퇴행성 질환 사이의 밀접한 관계가 밝혀졌습니다.
획기적인 연구
샌프란시스코 캘리포니아 대학교 연구팀은 혈관벽을 구성하는 세포인 내피 세포에 TDP-43이 없는 유전자 조작 쥐를 사용했습니다.
중요한 발견
연구에 따르면 이 쥐는 다음을 포함하여 뇌 혈관에 다양한 심각한 결함을 앓고 있는 것으로 나타났습니다.
- 혈관저하: 혈관 밀도가 크게 감소하여 뇌 조직에 필수 혈액과 산소가 공급되는 것을 방해합니다.
- 새로운 혈관의 발아에 대한 손상: 뇌 조직의 성장과 유지에 필수적인 새로운 혈관 네트워크를 생성하는 데 어려움이 있습니다.
- 혈액뇌관문의 투과성 증가: 원치 않는 세포와 분자가 뇌에 침투하여 염증과 신경 손상을 일으킬 수 있습니다.
- 혈관 변성: 혈관 기능이 손상되어 뇌로 가는 혈류와 산소가 감소합니다.
광범위한 결과
혈관의 이러한 결함은 뇌의 염증 반응과 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다.
뇌의 면역 체계를 담당하는 세포인 소교세포와 성상교세포가 과도하게 활성화되어 신경세포가 파괴되고 인지 장애가 발생할 수 있습니다.
혁신적인 작용 메커니즘
연구원들은 TDP-43이 혈관 기능에 영향을 미치는 분자 메커니즘을 조사했습니다.
그들은 TDP-43이 부족하면 혈관을 둘러싸고 지지하는 단백질과 당의 네트워크인 세포외 기질의 구조와 강도가 손상된다는 사실을 발견했습니다.
또한 TDP-43은 혈관의 성장과 발달을 조절하는 데 관여하는 β-카테닌 신호전달 경로의 정상적인 기능에 필수적인 것으로 밝혀졌습니다.
DNA와의 연결
유전자 발현 및 신경 가소성에서의 역할 외에도 TDP-43은 게놈 안정성 조절과도 연관되어 있는 것으로 밝혀졌습니다.
연구에 따르면 TDP-43은 특정 영역의 DNA에 결합하여 유전자 발현 및 DNA 손상 복구에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
이러한 기능이 손상되면 퇴행성 질환이 발생할 수 있습니다.
미래의 시사점과 새로운 희망
이 획기적인 연구 결과는 뇌 혈관 건강에 대한 TDP-43의 중요성을 강조합니다. TDP-43이 손상되면 뇌 노화가 가속화되고 인지 기능 저하 및 신경퇴행성 질환이 발생할 수 있습니다.
TDP-43의 기타 기능:
- 핵 내 과정 조절: 연구에 따르면 TDP-43은 다음을 포함하여 세포핵 내 여러 과정의 조절에 관여하는 것으로 나타났습니다.
- RNA 처리
- 핵에서 RNA 내보내기
- RNA를 단백질로 번역
- RNA 스플라이싱 조절: TDP-43은 mRNA에서 번역될 단백질을 결정하는 중요한 과정인 메신저 RNA(mRNA)의 스플라이싱을 조절하는 것으로 밝혀졌습니다.
- 유전자 활동에 미치는 영향: 연구에 따르면 TDP-43은 게놈의 제어 영역에 결합하여 유전자 활동에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다.
연구 시사점:
이 획기적인 연구 결과는 퇴행성 질환 치료 분야의 연구 개발의 새로운 세계를 여는 창을 열어줍니다. 전 세계의 많은 연구자들은 이러한 질병의 발병에서 TDP-43의 역할과 혈관의 역할을 계속 조사하고 있습니다. 우리는 앞으로 몇 년 안에 새롭고 더욱 효과적인 치료법 개발에 상당한 진전이 있을 것으로 예상합니다.
- 의약품 개발: TDP-43을 표적으로 하는 약물의 개발은 뇌혈관의 기능을 향상시켜 퇴행성 질환의 발병을 예방하고, 심지어 이미 이러한 질환을 앓고 있는 환자의 상태를 개선시킬 수도 있습니다.
- 유전자 치료: 유전자 치료 접근법은 TDP-43 결핍을 유발하는 유전적 결함을 교정하거나 결함이 있는 단백질을 대체할 수 있습니다.
- 면역체계를 표적으로 하는 치료: 이러한 치료는 신경 세포 파괴에 기여하는 뇌의 염증을 줄이는 데 중점을 둘 수 있습니다.
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