고형종 동아대 의과대학 말초신경병증연구센터 교수(사진) 연구팀이 논문 '이소시트르산탈수소효소(IDH)를 통한 이소시트르산의 DJ-1 유전자 결손 도파민성 신경세포 보호(Isocitrate protects DJ-1 null dopaminergic cells from oxidative stress through NADP+- dependent isocitrate dehydrogenase (IDH))'를 유전학 분야의 국제적 학술지 '플로스 제네틱스(PLOS Genetics)' 8월 21일자 온라인판에 게재했다.이번 연구에는 고 교수 외 김민주 동아대 말초신경병증연구센터 연구원과 양진성 서울대 생명과학부 박사, 정종경 서울대 생명과학부 교수 등이 참여했다.
논문의 주 내용은 뇌 내 도파민성 신경세포가 사멸해 운동실조가 유발되는 퇴행성 신경질환인 파킨슨병과 관련한 분자기전 규명이다. 최근 파킨슨병의 원인인 도파민성 신경세포 사멸에 활성산소 스트레스가 중요한 역할을 하는 것이 밝혀짐에 따라 연구팀은 파킨슨병 유전자 DJ-1이 결손된 파킨슨병 모델 초파리와 도파민성 신경세포주를 활용하여 활성산소 스트레스로부터 도파민성 신경세포를 보호하는 단백질인 이소시트르산탈수소효소(IDH)를 규명했다.
IDH는 이소시트르산(isocitrate)을 분해하는 과정에서 나온 전자를 다양한 항산화단백질에 공급해 세포 내 활성산소를 제거하는 단백질로, 이번 연구로 파킨슨병과의 관련성이 처음으로 밝혀졌다.
또한, 연구팀은 IDH를 통해 도파민성 신경세포를 보호하는 물질 개발을 시도했다. 이소시트르산에 탄소 잔기를 붙여 세포막 투과성을 높인 트리메틸이소시트르산(TIC)을 합성해 도파민성 신경세포에 처리한 결과, IDH가 더 많은 전자를 항산화단백질에 공급해 활성산소 제거가 활성화되어 활성산소 스트레스로부터 도파민성 신경세포를 보호하는 것을 확인했다.
고 교수는 “TIC의 조직 투과성이 아직 낮아 치료제로 실용화되기는 어렵지만 향후 새로운 치료물질 및 전략을 개발하는 데 큰 바탕이 될 것으로 기대된다”며 “파킨슨병 외 다양한 신경질환 모델에도 이번 연구 결과를 적용해 볼 계획”이라고 밝혔다.
(CNB=최원석 기자)
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