바이오인

[BRIC View 리뷰논문요약]

알츠하이머의 새로운 치료 후보인 엑소좀과 microRNA

김동현(서울대학교 의과대학)

요약문

엑소좀은 우리 몸에서 일어나는 다양한 생리학적 현상들에 관련된 미세 운반 물질(nanocarrier)이다. 엑소좀은 DNA, mRNA, miRNA나 단백질 등을 세포에서 세포로 운반하여전달받은 세포의 생물학적 변화를 유도한다. 엑소좀은 질병 상황에서 중요한 역할을 수행하는데, 최근 알츠하이머 질환에서 엑소좀이 주요한 역할을 한다는 연구 결과가 증가하고 있는 추세이며 최근 엑소좀이 알츠하이머 질환을 진단하는 바이오마커로 쓰이고 있다. miRNA역시 알츠하이머 질환에서 중요한 역할을 한다고 알려졌다. 세포에서 후생학적 조절을 담당하는 암호화되지 않은 짧은 RNA 조각인 miRNA는, 알츠하이머 질환의 다양한 단계에서 중요한 역할을 담당하는 연구 결과가 발표되고 있으며, 현재 알츠하이머 질환의 전조증상, 진단법, 질환 치료 후보로서 연구되고 있다.이 논문에서 엑소좀이 알츠하이머 병인에 있어 어떻게 기능하는지 다양한 관점에서 다루고 있으며 알츠하이머 치료에서 miRNA를 어떻게 이용할 수 있는지 제시하였다.

Key Words: 알츠하이머 질환, 엑소좀, microRNA, 치료

본 자료는 Exosomes and microRNAs: New potential therapeutic candidates in Alzheimer disease therapy. J Cell Physiol.234, 2296–2305 (2019).의 논문을 한글로 번역, 요약한 자료입니다.

[목 차]

1. 아밀로이드 전구 단백질의 가공에서 엑소좀의 역할

2. 타우 단백질의 병인에서 엑소좀의 기능

3. 알츠하이머 치료에 엑소좀을 적용할 수 있다.

4. 다양한 물질을 전달하는 엑소좀은 알츠하이머 치료법으로 사용될 수 있다.

5. 알츠하이머 질환의 치료 후보 물질인 miRNA.

6. 결론

1. 아밀로이드 전구 단백질의 가공에서 엑소좀의 역할

아밀로이드 베타(Amyloid beta) 펩티드는 알츠하이머 환자에서 보이는 노인성 플라크(Senileplaques)의 중요 구성물질이다. 아밀로이드 전구체 단백질(Amyloid precursor protein, APP)이절단되면, 전구체 단백질의 C 말단 조각(C-terminal fragments, CTFs)이 방출되고 CTF가 모여아밀로이드 베타가 만들어진다. Laulagnier와 동료들의 연구에서 피질신경세포의 엑소좀에아밀로이드 전구 단백질과 CTF들이 함유되어 있으며 이들이 함유된 엑소솜은 CD63이 없어도신경세포 가지돌기 부분에 결합하는 것이 가능하다는 것을 밝혔다. 엑소좀을 통해 전달된 APP는세포 내에서 처리되어 APP의 세포 내 영역을 생성하는데 사용된다. 이 발견을 통해 엑소좀이 알츠하이머 질환 병인에 주요한 역할을 한다는 것이 드러났다.

또 다른 연구에서, Perez-Gonzalez와 동료들은 엑소좀에 완전한 아밀로이드 전구체 단백질과APP CTF들이 포함되어 있으며 엑소좀 안에 들어 있는 효소들이 APP를 절단하여 CTF를 만들 수있다는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 신경세포 독성을 가진 단백질인 APP CTF가 엑소좀을 통해세포 간 이동을 하며, 이 현상이 알츠하이머 질환의 진행에 강력한 역할을 한다는 것이 증명하였다.결론적으로 세포 내 아밀로이드 베타 응집은 아밀로이드 전구체 단백질 처리의 불균형으로일어난다고 할 수 있다. 또한 신경아교세포(Glial cell)에서 리소좀(lysosome)의 분해 능력을 넘어서는단백질들은 엑소좀을 통해 뇌의 세포 외 영역으로 방출된다.

...................(계속)

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