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전염성 해면상 뇌병증(transmissible spongiform encephalopathies ; TSE)을 야기하는 전염성의 프리온 단백질(prion protein)이 뇌세포 안에서 이동하고 세포를 공격하는 장면을 포착하는데 처음으로 성공한 연구 결과가 발표됐다. 이번 연구는 미국과 브라질의 학자들이 공동으로 수행했으며 연구 결과는 미국의 신경과학회(Society for Neuroscience)가 발간하는 학술지 “신경과학지(J. of Neuroscience)”, 5월 25일자(25권, 21호, 5207-5216)에 게재됐다.
이번 연구 성과의 의의는 기초과학적인 측면과 응용과학적인 측면, 두 가지에서 찾을 수 있다. 전자의 경우 TSE 질병을 더 깊고 넓게 이해하는데 이번 연구가 큰 도움을 준다는 것이고 후자의 경우에는 이 같은 연구 성과를 발판으로 TSE 질병을 예방하거나 치료할 수 있는 방법이 마련될 가능성이 커졌다는 것이다. 참고로 TSE 질병에는 양이나 염소에서 발병하는 진전병(scrapie)을 비롯해 사슴에서 발병하는 만성 소모병(chronic wasting disease), 소에서 발병하는 광우병(mad cow disease), 사람에게 발병하는 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jacob disease) 등이 알려져 있다.
연구진은 진전병을 야기하는 프리온 단백질이 설치류의 세포에도 병을 야기하도록 조작한 후 생쥐의 중추신경계와 햄스터의 뇌로부터 세포를 추출해서 일련의 배양 실험을 시도했다. 사용한 프리온 단백질에는 형광 처리를 함으로써 관찰과 추적이 용이하도록 했다. 그 결과 몇 가지 흥미로운 사실을 확인할 수 있었다.
먼저 생쥐의 세포에서는 프리온 단백질이 소포(vesicle) 안으로 집적되는 현상이 관찰됐다. 이 소포들은 후에 엔도솜(endosome)이나 리소좀(lysosome)으로 발달하는 것들로 신경연접부(synapse)나 세포내 이입(endocytosis)에 관여하는 소포들과는 특성을 달리한다. 일단 프리온 단백질이 소포에 모이고 나면 신경돌기(neurite)를 따라 다른 세포와 접촉한 부분까지 이동하는 과정이 뒤를 잇는다. 흥미로운 점은 이 같은 이동 과정이 알츠하이머병(Alzheimer's disease)의 원섬유(fibril)나 비전염성의 재조합 프리온 단백질에서도 관찰된다는 것이다. 이 같은 유사성은 전염성 프리온의 세포내 침투 과정에 비특이성의 세포흡수작용(pinocytosis)이나 세포전달작용(transcytosis)이 관여한다는 것을 의미한다. 이 같은 현상은 햄스터의 뇌 피질에서 추출한 세포에서도 관찰됐다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)
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