뇌 속 조력자 성상교세포, 영양물질 재활용 원리 밝혔다

한국뇌연구원

박형주 한국뇌연구원 신경·혈관단위체연구그룹 책임연구원(왼쪽)과 한정호 연구원(제1저자). 한국뇌연구원 제공.

‘뇌세포의 숨은 조력자’로 불리는 성상교세포가 뇌 속 영양물질인 뇌유래신경영양인자(BDNF)를 재활용하는 원리가 확인됐다. 우울증, 알츠하이머병 등의 치료 전략을 세우는 데 활용될 것으로 기대된다. 

한국뇌연구원은 박형주 신경·혈관단위체연구그룹 책임연구원 연구팀이 성상교세포가 BDNF를 재활용하는 원리를 발견하고 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다고 6일 밝혔다. 

나무가 자라려면 물과 비료가 필요한 것처럼 신경세포가 잘 자라고 건강하려면 신경영양인자가 꼭 필요하다. 신경세포가 분비하는 BDNF 중 일부는 뇌 환경을 관리하는 세포인 성상교세포에 흡수돼 재활용된다. 구체적인 메커니즘은 지금까지 밝혀지지 않았다. 

연구팀은 성상교세포가 흡수한 BDNF가 작은 주머니 형태의 구조물인 세포외소포에 담겨 재분비되는 과정을 연구했다. 나노 크기 반도체 입자인 양자점(퀀텀닷)으로 표지한 BDNF인 ‘QD-BDNF’를 사용해 실험했다. 

그 결과 성상교세포는 세포가 사용하는 에너지 물질인 아데노신 삼인산(ATP)의 자극에 반응해 세포외소포를 방출했다. 이 과정에서 BDNF가 함께 외부로 분비된다는 사실도 발견됐다. 

연구팀은 선행 연구를 통해 성상교세포의 BDNF 재분비 과정에 Vamp3이라는 단백질이 관여한다는 점을 확인했다. 이번 연구에서는 성상교세포에서 Vamp3의 발현을 억제해 Vamp3의 구체적인 기능이 무엇인지 살폈다. 

연구팀이 Vamp3의 발현을 감소시키자 BDNF는 성상교세포 내부 소포에 축적되고 외부로는 방출되지 않는다는 점이 확인됐다. Vamp3이 성상교세포의 재활용 메커니즘에 핵심 역할을 한다는 점이 확인된 것이다. 

박 책임연구원은 “뇌의 건강은 신경세포뿐 아니라 성상교세포처럼 뒤에서 돕는 세포들의 협력으로 유지된다”며 “성상교세포가 신경영양인자를 재활용하는 원리를 상세히 이해하게 되면 우울증, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경계 질환의 새로운 치료 전략을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s41598-025-86200-x

[문세영 기자 moon09@donga.com]