서울대팀, 단백질 SCAMP5 이상 발현 신경전달 지체로 단기 가소성 조절 장애확인

장성호 교수

자폐증 유발 관련 후보 단백질의 신경세포 내 새로운 기능이 규명돼 이 병의 치료에 한발 다가섰다.

서울의대 생리학교실 장성호 교수팀은 자폐증 유발 후보 단백질인 SCAMP5의 이상 발현이 신경전달을 지체해 단기 가소성 조절 장애(Short-term depression) 및 자폐증 발병의 원인이 된다는 것을 새롭게 규명했다고 세계적 학술지 ‘셀 리포츠(Cell Reports)’3월 20일자에 발표했다.

단백질 SCAMP5는 신경 전달 물질을 지니고 있는 시냅스 소낭에 특이적으로 존재하는 단백질로 최근 일부 자폐증 환자에게 그 발현이 현저히 감소해있다고 알려져 있다.

연구팀은 자폐증 환자의 신경세포와 유사하게 SCAMP5의 발현을 저해 했을 때 나타나는 신경세포 기능 이상 및 자폐증의 분자적 발병 매커니즘을 제시하기 위해 초고해상도 현미경을 비롯한 다양한 실험기법을 이용했다.

이 결과, 신경세포 내 SCAMP5의 발현을 인위적으로 저해하면 시냅스 신경전달 물질의 분비가 억제돼 단기 가소성 조절 장애가 나타나는 것으로 관찰됐다.

또 뒤따른 시냅스 소낭들의 분비가 계속해서 쌓이면서 지체되는 일종의 “시냅스 내 교통정체” 현상이 나타났다.

장성호 교수는 “시냅스 신경전달의 단기적 억제현상이 자폐증 환자에서 관찰되는 시냅스 기능 저해의 중요한 발생 기전일 가능성을 보여주는 결과”라며 추후 다양한 자폐증의 발병 원인 및 치료법에 대한 새로운 아이디어 및 타겟을 제공할 수 있을 것으로 기대했다.

자폐증의 근본적인 원인을 규명하는 기초연구가 전 세계적으로 진행되고 있으나 알츠하이머와 같은 신경퇴행성질환에 비해 많이 부족한 실정이다.

뇌의 신경세포에 특이적으로 발현하는 SCAMP5라는 단백질은 일부 자폐증 환자에서 그 발현량이 현저하게 감소해 있다는 것이 알려져 있었으나 실제 중추신경계에서 담당하는 역할이 거의 밝혀져 있지 않았다. 

<자폐 연관 유전자인 SCAMP5의 신경세포 내 핵심 기능> 자폐증환자에서 보고된 바와 같이 신경세포 내 SCAMP5의 발현을 억제시킨 경우 나타나는 ‘release site clearance’ 장애 현상의 이해를 돕기 위한 그림. (1) Active zone이라 불리는 곳에 시냅스 소낭이 신경전달물질을 분비한 뒤, 남은 시냅스 소낭 단백질은 peri-active zone이라고 불리는 active zone 주변부로 청소되어 나가야 (2) 다음 시냅스소낭이 와서 신경전달물질을 분비할 수 있는데, SCAMP5의 발현이 저해된 경우 이 과정이 원활히 일어나지 않아 시냅스 소낭 단백질들이 active zone에 그대로 남아있게 됨으로써 다음 시냅스 소낭이 와서 신경전달물질을 분비하는 것을 방해해 신경전달 장애를 일으킴.
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