오구택 교수 연구팀, 뇌졸중 증상을 완화하는 항산화 특이적 미세아교세포(microglia) 발견
오구택 교수
생명과학과
생명과학과 오구택 교수(교신저자), 김시내 박사과정생(제1저자) 연구팀이 뇌졸중 마우스에서 항산화 특이성을 가지는 이질성 미세아교세포를 울산과학기술원(UNIST) 박성호 교수 연구팀과 공동연구를 통해 세계 최초로 밝혀냈다. 연구단은 항산화 효소인 Prdx1(Peroxiredoxin-1) 유전자 적중 마우스를 사용하여 뇌졸중 유발 시 항산화 효소 특이적 미세아교세포 군집의 특성을 확인, 새로운 뇌졸중 유도 미세아교세포(Stroke-associated microglia) 군집을 발견하고 기능을 규명하였다. 본 연구결과는 5월 25일(수) 항산화생물학의 정상급 학술지인 <Redox Biology(IF=11.799, 상위 7%)> 온라인판에 개재됐다.
(왼쪽부터) 생명과학과 오구택 교수, 김시내 박사과정생
뇌는 면역 특권(Immune privilege)이 있는 조직으로 뇌질환 발병 시 뇌 조직 내의 면역세포 반응이 조직 손상 및 회복에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 특히 미세아교세포는 뇌 조직의 대표적 면역세포이면서 다양한 반응을 조절하는 뇌조직 특이적 대식세포로 알려져 있으며, 최근 단일세포분석법(single cell-RNA sequencing)을 사용하여 알츠하이머에 의한 뇌손상을 막아주는 미세아교세포 군집을 발견하여 DAM (Damage-associated microglia)으로 명명하였다. 현재까지 전 세계적으로 사망률 2위의 뇌졸중에서 생성되는 새로운 미세아교세포의 군집에 대해서는 알려진 바가 없었다.
본 연구단에서는 뇌졸중 마우스 모델(tMCAO surgery model)에서 단일세포분석기법을 통해 뇌졸중 질환 유발시 생성되는 특이적 미세아교세포 군집을 확인하였고, 이를 SAM(Stroke-associated microglia)으로 세계 최초로 명명하였다. 특히 이 미세아교세포 군집은 Prdx1, Txn1, Srx1, Mt1/2의 발현 증가를 보여주어 항산화작용을 하는 특이적 미세아교세포임을 확인할 수 있었다. 본교 생명과학전공인 김시내 박사과정생은 본 연구팀에서 보유하고 있는 Prdx1 유전자적중마우스를 사용하여 Prdx1 유전자가 결핍되었을 때 SAM의 분포가 감소하고 뇌조직의 손상이 증가하는 것을 확인했다.
Peroxiredoxin-1 유전자 특이적 뇌졸중 유도 미세아교세포(SAM)의 특성
오구택 교수는 “지금까지 미지의 영역이었던 뇌 조직 내 미세아교세포의 이질성을 확인하고, 뇌졸중 발병에 따른 새로운 보호 유전자 발현과 세포 특성의 변화를 일으키는 분석을 세계 최초로 진행한 연구이기에 조직 특이적 세포의 역할과 세포 이질성의 중요성을 확인할 수 있는 의미 있는 연구 결과를 보여 주었다”고 의의를 밝혔다.
오구택 교수 연구팀은 한국연구재단 리더연구자지원사업(창의적연구사업단)과제에 2012년에 이어 2020년 새로이 선정되어 향후 9년간 지원을 받아 심장-뇌의 상호작용(Heart-Brain Bidirectional interaction)을 매개하는 연구를 활발히 진행중에 있다.