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뇌 찌꺼기 청소하는 해독 작용이 도리어 치매 유발?

명규우 0 7 2022.06.23 09:35

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알츠하이머 원인으로 뇌 속 반응성 별세포 요소회로 지목, 새 치료제 접근법 시사치매의 원인으로는 주로 뇌에 쌓이는 아밀로이드 베타 찌꺼끼가 거론된다. 치매 치료 연구 역시 아밀로이드 베타를 없애는데 초점을 맞췄다.이런 가운데, 아밀로이드 베타가 아니라 뇌 속 별세포에 있는 요소회로의 작용이 치매촉진의 원인이라는 연구 결과가 나왔다. 새로운 치매 치료법 개발의 단서가 될 수 있다.기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 이창준 인지및사회성연구단장 및 주연하 박사 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학 연구소 류훈 단장 연구팀과 함께 별세포 안에 요소회로가 있음을 확인하고, 요소회로의 활성화가 치매를 촉진함을 규명했다고 23일 밝혔다.



학술지 '셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)'커버 이미지■ 뇌 속 별세포에 아밀로이드 찌꺼기 쌓이면 알츠하이머 유발별세포(astrocyte)는 뇌세포의 절반 이상을 구성하는 별 모양의 비신경세포다. 알츠하이머나 염증 등으로 별세포에 아밀로이드 플라크가 쌓이면 별세포의 수와 크기가 증가한 '반응성 별세포(reactive astrocyte)'가 된다.요소회로는 유해한 암모니아를 해독하여 소변의 주성분인 요소를 생성한다. 주로 간과 신장에 있는데, 이번에 뇌 별세포에도 요소회로가 있음을 연구진이 발견했다.연구진은 앞선 연구에서 반응성 별세포가 신경전달물질의 대사에 중요한 역할을 하는'MAO-B' 효소를 발현하고, 이 효소가 푸트레신에서 가바(GABA)를 생성해 기억력 감퇴를 일으킴을 보고했다.



별세포 ODC1 억제 조절이 알츠하미어 치료제 개발 표적 시사 (자료=IBS)GABA는 흥분한 신경을 억누르는 억제성 신경전달물질로, 뇌 대사와 순환 촉진작용을 한다. 푸트레신은 유기체에서 아미노산의 붕괴에 의해 생성되는 독성 물질이나, 체내에 분포해 세포의 생장이나 RNA 합성을 촉진하는 작용도 한다.하지만 반응성 별세포에서 푸트레신이 늘어나는 기전은 알려지지 않았는데, 이번 연구를 통해 드러났다.■ 암모니아 해독 순기능이 치매 유발 역기능으로 뇌에 쌓인 아밀로이드 찌꺼기로 인해 암모니아가 발생하면, 이를 해독하기 위해 요소회로가 반응성 별세포에서 활성화된다. 이는 다시 푸트레신과 GABA 생성을 유도해 치매를 유발함을 확인한 것이다.연구진은 독성 물질인 아밀로이드 베타를 처리한 별세포에서 요소회로를 이루는 효소인 OTC, ARG1, ODC1 등의 활성과 발현량이 증가하고, 합성된 요소의 양도 증가함을 확인했다. 이러한 요소회로 활성화는 실제 알츠하이머 환자에서도 발견됐다.이중 ODC1은 요소회로와 요소회로 최종 생산물인 푸트레신 및 GABA 사이를 잇는 연결고리 역할을 한다. 별세포에서 ODC1을 억제시키자 요소회로를 통해 생성되는 푸트레신과 GABA가 감소하고, 알츠하이머 모델 생쥐의 기억력도 회복됨을 확인했다. 암모니아를 없애는 작용은 유지하면서, 치매를 일으키는 푸트레신 및 GABA는 줄여 기억력을 회복할 수 있음을 실험으로 입증했다.



요소회로의 작동 과정. 원 안에 표시된 ODC1 효소가 요소회로와 푸트레신을 연결함을 볼 수 있다. (자료=IBS)이번 연구는 반응성 별세포가 요소회로를 통해 분비하는 GABA와 기억력이 반비례 관계임을 보여준다. 암모니아를 해독하는 순기능을 가진 요소회로가 치매에 악영향을 주는 GABA를 촉진하는 양면성을 지님도 보였다.이번 연구로 별세포 요소회로의 ODC1 효소를 표적으로 한 새로운 알츠하이머 치매 치료제 개발도 기대된다. 임상 실험에서 아밀로이드 베타를 제거해도 중증 치매가 지속되는 기존 치료법의 문제를 해결할 실마리를 제시했다.이창준 단장은 "치매가 진행되며 생긴 뇌 염증은 아밀로이드 베타를 제거해도 남는다는 점이 아밀로이드 베타를 겨냥한 기존 치료법이 성과를 보지 못한 이유"라며 "뇌 염증의 주요 구성요소인 반응성 별세포의 요소회로 작용으로 생긴 GABA 등의 물질이 기억력 감퇴를 일으킴을 보였다"고 설명했다.



(왼쪽부터) 공동교신저자 이창준 IBS 단장, 류훈 KIST 단장, 제1 저자 주연하 UST 박사 졸업생(현 KIST 박사 후 연구원) (자료=IBS)이 과정에 작용하는 ODC1을 억제할 타겟 신약물질 탐색에도 들어갔다. 전임상 시험을 통해 ODC1 효능과 독성 등을 확인하고, 신규 알츠하이머 치매 치료제 개발에 착수할 계획이다.이 연구는 학술지 '셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)'에 23일 게재됐다.
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발사체 내 항공위성 1호기[국토교통부 제공, 재판매 및 DB 금지](세종=연합뉴스) 김동규 기자 = 위치 오차를 최대 1m 이내로 보정해 주는 '한국형 항공위성서비스(KASS)' 운용을 위한 항공위성 1호기가 23일 성공적으로 발사됐다.국토교통부에 따르면 항공위성 1호기는 이날 오전 6시 50분께(한국시간) 남미 기아나(프랑스령) 쿠루 우주센터에서 발사돼 위성보호덮개(페어링) 분리, 1단 로켓 분리 등의 과정을 거쳐 발사후 약 28분 후인 오전 7시 18분께 성공적으로 분리돼 발사에 최종 성공한 것으로 확인됐다.정상적으로 분리된 항공위성 1호기는 약 12일 후 정지궤도(약 3만6천㎞)로 이동할 예정이다.위성이 궤도에 안착하면 신호 시험 등을 거쳐 2023년부터 본격적인 서비스를 시작한다.우리나라가 개발한 KASS는 현재 15∼33m 수준인 위치정보시스템(GPS)의 위치 오차를 1.0∼1.6m 수준으로 실시간 보정해 정확한 위치정보를 위성으로 제공하는 국제표준 위성항법보정시스템으로, 세계 7번째로 국제민간항공기구(ICAO)에 공식 등재됐다.



발사 장면 지켜보는 연구진(대전=연합뉴스) 김준범 기자 = 23일 오전 대전시 유성구 어은동 한국항공우주연구원 위성종합관제실에서 연구진이 항공위성 1호기 발사 장면을 확인하고 있다. 국토교통부는 이날 항공위성 1호기를 발사해 궤도안착과 신호 시험 등을 거쳐 2023년부터 본격적으로 고정밀 한국형 항공위성서비스(KASS)를 제공할 예정이라고 밝혔다. 올해 말부터는 대국민 공개 시범 서비스가 제공된다. 2022.6.23 psykims@yna.co.kr기존 GPS는 전리층 오차(전파가 전리층을 통과할 때 굴절되면서 발생하는 오차) 등으로 오차가 발생하는데 KASS는 항공위성과 지상 기준국·중앙처리국 등의 시설을 통해 오차를 크게 보정해준다.항공위성 1호기는 말레이시아의 미아샛 통신·방송용 위성을 15년간 임차한 것으로, 항공위성 서비스를 위한 중계기가 탑재됐다. 에어버스가 제작했고, 무게는 5.7t(톤)이다.우리나라 상공에 떠 있는 위성이기 때문에 24시간, 전국 어디에서나, 누구나, 무료로 신호를 이용할 수 있다.국토부는 내비게이션, 드론, 자율주행, 도심항공교통(UAM) 등 미래 모빌리티 위치기반서비스 산업에 더욱 정밀하고 신뢰도 높은 위치정보를 제공할 것이라고 설명했다.정부는 항공기에 정밀한 위치정보를 제공해 항공 교통량을 늘리고 항공 안전을 도모하고자 2014년부터 KASS 구축 사업을 추진 중이다.총사업비 1천280억원을 연구개발(R&D)에 투자해 한국항공우주연구원 주관으로 전국에 7개의 기준국, 2개의 위성통신국, 2개의 통합운영국 등 지상 인프라를 구축했다.원희룡 국토부 장관은 이날 대전 항공우주연구원 위성관제실을 찾아 항공위성 1호기 발사 생중계 상황을 직접 참관하고 연구진 등 관계자를 격려했다.현장에서는 KASS 기술개발에 참여한 연구진과 기업 관계자 등이 참석한 가운데 '항공위성 과학 기술인 간담회'도 열렸다.



박수치는 참석자(대전=연합뉴스) 김준범 기자 = 23일 오전 대전시 유성구 어은동 한국항공우주연구원 위성종합관제실에서 열린 항공위성 1호기 발사 행사에서 참석자들이 박수치고 있다. 국토교통부는 이날 항공위성 1호기를 발사해 궤도안착과 신호 시험 등을 거쳐 2023년부터 본격적으로 고정밀 한국형 항공위성서비스(KASS)를 제공할 예정이라고 밝혔다. 올해 말부터는 대국민 공개 시범 서비스가 제공된다. 2022.6.23 psykims@yna.co.kr항공우주연구원과 한국전자통신연구원 등 연구진과 ㈜KTsat 담당자는 "KASS 개발과정에서 많은 노하우를 축적했다"며 "향후 천리안3호와 한국형 위성항법시스템(KPS) 등으로 2035년까지 항공위성 3·4·5호기를 개발할 예정"이라고 말했다.또한 연구진은 현재 무선증폭기, 발진기 등 위성 탑재체 핵심 부품의 외국 기술 의존도가 높아 핵심 기술의 국산화가 시급하다고 강조하고, 항공위성 3호기부터는 우리 기술로 개발할 계획이라고 밝혔다.이날 간담회에는 도심항공모빌리티(UAM) 사업을 추진 중인 한화시스템㈜과 내비게이션 맵 서비스 등을 제공하는 티맵모빌리티㈜ 등의 관계자가 참석해 KASS 서비스에 대한 기대감을 드러낸 것으로 전해졌다.원 장관은 "위치정보는 무역, 산업, 지적 등 인류 삶의 전반에 지대한 영향을 끼쳐왔다"며 "항공위성 1호기 발사 성공으로 국민들께 정확한 위치정보 서비스를 제공할 수 있는 기반이 마련됐다. 앞으로도 KPS의 성공적인 개발 등 발전을 위해 관계부처, 기업 등과 적극 협력해 나가겠다"고 말했다.dkkim@yna.co.kr