KBRI, 인간 신경세포 분화과정 시각화 기술개발…조현병·자폐증 치료

이중 형광발현 만능줄기세포(iPSCs) 개발

코소도 요이치(Yoichi Kosodo) 박사 연구팀 *재판매 및 DB 금지

[대구=뉴시스] 나호용 기자 = 한국뇌연구원(KBRI)은 코소도 요이치 박사 연구팀이 주도한 국제 연구팀이 인간 신경세포 분화 과정을 실시간으로 정밀하게 모니터링할 수 있는 이중 형광발현 만능줄기세포(iPSCs)를 개발했다고 8일 밝혔다.

이번 연구 결과는 줄기세포생물학 분야의 저명한 국제 학술지 '스템 셀 리포트(Stem Cell Reports, IF=7.294)'에 8월 5일자로 게재됐다. 논문명과 저자는 다음과 같다.

신경세포의 분화를 다양한 단계별로 모니터링하는 것은 특정 신경세포로의 분화에 대한 스크리닝과 세포 치료제의 개발과 효율적인 줄기세포 생산을 위해 반드시 필요하다.

그러나 기존에는 신경세포 분화별 실시간 모니터링이 불가했다.
 
코소도 박사 연구팀은 인간유도만능줄기세포에 유전자 편집기술인 CRISPR/Cas9 시스템을 이용해 신경전구세포 특이 유전자(NGN2)에 붉은색 형광단백질 (TagRFP)을, 또 다른 신경세포 특이 유전자(TUJ1)에는 초록색 형광단백질 (EGFP)을 각각 발현시켜 이중 형광발현 만능줄기세포를 제작했다.

이를 이용해 뇌 오가노이드를 제작했을 때 NGN2는 안쪽, TUJ1은 바깥쪽에 발현되는 것을 확인함으로써 대뇌피질의 신경세포 분화 과정을 시각화할 수 있음을 확인했다.

특히 이중 형광발현 만능줄기세포를 활용해 신경분화 초기에 대뇌 피질 형성과 신경세포 이동에 중요한 역할을 수행하는 유전자 HES1과 Reelin이 상호적으로 작용하는 것을 밝힘으로써 조현병과 자폐증과 같은 신경질환의 조절 가능성을 제시했다.

교신저자인 코소도 박사는 "이 연구의 이중 형광 리포터가 도입된 세포는 인간 신경세포의 분화나 이동에 관여하는 후보약물을 스크리닝하고 약물의 반응성을 확인하는데 사용할 수 있다. 나아가 특정 유전자의 기능 분석에도 유용하다"고 밝혔다.

이 연구는 한국뇌연구원 기관고유사업, 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 통해 수행됐다.


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