[2024.10.28,브레인미디어] 뇌 영역별 산성 당지질 지도로 뇌 질환 치료의 새 가능성 제시

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뇌 영역별 산성 당지질 지도로 뇌 질환 치료의 새 가능성 제시

뇌 질환의 조기 진단 및 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것

충남대학교 분석과학기술대학원 안현주 교수 연구팀이 극미량의 뇌 조직 시료로 산성 당지질(Ganglioside, 갱글리오사이드)의 이성질체 수준에서의 분리 및 분석법을 개발하고, 이를 통해 뇌 영역별 특이성과 공통성을 규명했다.

산성 당지질은 시냅스 가소성, 신호 전달, 뇌 발달 등에 중요한 역할을 하는 뇌의 주요 구성 성분으로 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 퇴행성 뇌 질환과도 밀접한 연관이 있어 뇌 연구 분야에서 주목받고 있다.  

그러나 산성 당지질의 구조적 복합성 및 뇌 조직 내 미량(5% 미만)으로 존재하고, 이들 물질을 효율적으로 분리 및 분석할 방법이 부족해 연구 성과는 제한적이었다.

이에 안현주 교수팀은 질량분석기반의 고민감도, 고재현성 분석 플랫폼을 구축해 산성 당지질 이성질체의 분리 및 분석에 성공했고 쥐의 9개 뇌 영역에서 산성 당지질의 발현 특이성 및 공통성을 비교 분석했다.  

특히 뇌 영역별 산성 당지질의 구조적 다양성과 공간적 분포를 규명함으로써 뇌 질환과 관련된 특정 이성질체의 변화 양상을 확인했다.

▲ 뇌 영역별 산성 당지질 분석 플랫폼 [사진=충남대학교]

이번 연구는 기존 연구들이 해결하지 못했던 산성 당지질 이성질체의 미세한 차이를 구분해 낼 수 있는 독창적인 분석법을 개발했다는 점에서 학문적 의의가 크다.

연구팀은 2020년 11월 PNAS에 세계 최초로 포유류 뇌의 시공간별 당 발현 데이터베이스를 구축한 바 있으며 이번 연구에서는 당쇄체학(glycomics)과 당지질체학(glycolipidomics)을 통합한 다중 오믹스 접근법을 통해 뇌 영역별 당사슬 및 당지질의 상호작용을 체계적으로 해석했다.

안현주 교수는 “이번 연구를 통해 뇌 기능과 질병에서 당과 당지질 분포의 복잡한 상호 작용을 새로운 시각으로 접근할 수 있는 연구의 토대를 마련했다”며, “향후 알츠하이머병, 파킨슨병 등 다양한 뇌 질환의 조기 진단 및 치료제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 기초과학연구원의 지원 및 과학기술정보통신부의 재원으로 과학기술사업화진흥원(연구장비분야 전문인력양성사업), 한국연구재단(한-V4 공동연구사업)의 지원을 받아 수행됐다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘Nature Communications’(IF: 14.7)에 10월 8일 게재됐다.


우정남 기자 insight1592@gmail.com