뇌 보조세포의 단백질이 지나치게 많으면 철도 더 쌓일까요?

상세 설명

노화하거나 퇴행하는 포유류 중추신경계에서 병적인 철 침착이 일어나는 기전은 아직 충분히 밝혀지지 않았습니다. 스트레스 단백질 HO-1은 세포 내 헴을 빌리베르딘/빌리루빈, 유리 철, 일산화탄소(CO)로 분해하는 과정을 매개합니다. 알츠하이머병과 파킨슨병 환자의 뇌에서는 HO-1 발현이 증가합니다.

일차 성상교세포 배양에서 HO-1을 유도하면 트랜스페린에 결합하지 않은 철의 침착, 미토콘드리아 손상, 거대자가포식이 촉진되며, 함께 배양한 신경세포 성분이 산화 손상에 더 취약해집니다.

연구진은 생체 내에서 신경교세포 HO-1의 역할을 알아보기 위해 성상세포에서 선택적으로 사람 HO-1을 과발현하는 새로운 조건부 GFAP.HMOX1 형질전환 생쥐를 사용했습니다. 같은 나이의 야생형 생쥐를 비교군으로 두고, Perls법과 동적 이차 이온 질량분석법으로 비정상적인 뇌 철 침착을 조사했습니다.

48주령의 GFAP.HMOX1 생쥐는 같은 나이의 야생형 동물보다 해마와 다른 피질하 영역에서 신경교세포 내 철 침착이 증가했지만, 철 조절 단백질이나 철 결합 단백질에는 뚜렷한 변화가 없었습니다.

동적 이차 이온 질량분석법에서는 형질전환 생쥐의 뇌에서 풍부한 FeO⁻ 신호가 검출됐지만, 야생형 생쥐의 뇌에서는 그렇지 않았습니다. 이 신호는 투과전자현미경(TEM)으로 확인한 퇴행성 미토콘드리아 및 오스뮴 친화성 세포질 봉입체(거대자가포식)와 같은 위치에서 관찰됐습니다.

연구진은 성상세포에서 HO-1 발현이 지속적으로 증가하면 알츠하이머병에 영향을 받은 신경조직의 특징인 병적인 뇌 철 침착과 산화성 미토콘드리아 손상이 촉진된다고 결론지었습니다. 또한 신경교세포의 HO-1 과활성을 억제하면 노화하거나 퇴행하는 신경조직에서 철 매개 세포독성을 줄일 수 있다고 제안했습니다.