생애를 통하여 계속 쓰이는 신경세포를 지키는 오토파지(1/2)

생애를 통하여 계속 쓰이는 신경세포를 지키는 오토파지(1/2)

-알츠하이머병, 파킨슨병 등-

 

 

 

 

세포가 자기의 성분을 스스로 먹고. 분해하는 기능이 <오토파지(Autophagy)>이다. 실은 환자로부터 우리들을 지키고 있는 것이 아닌가 하는 것을 알았다.

오토파지의 주요한 기능이란 <기아시의 영양보급> <자기성분의 고쳐 만듦> 그래서 외래 유해물의 격리. 제거>하는 기능이 있다는 것을 알았다.

질환과의 관련에서는 3번째의 <외래유해물질의 격리. 제거> 기능이 가장 유력하다는 것은 곧 알 수 있지만 그 이외의 기능도 우리들의 건강이나 생명유지에 밀접하게 관계하고 있는듯하다.

이번 알츠하이머 등 단백질의 이상한 축적이 원인이 되는 질환과 그에 대항하는 오토파지의 역할에 대해서 보기로 한다. 해설은 오토파지 연구의 제1인 자인 요시모리 다모쓰(吉森保) 씨이다.

 

===*오토파지 (Autophagy)

오토파지란 세포가 가지고 있는 세포내의 단백질을 분해하기 위한 구조의 하나이다. 효모에서 사람에 이르기까지의 진핵생물에 보이는 기구이고 세포내에서의 이상한 단백질의 축적을 막고 과잉인 단백질 합성했을 때나 영양 환경이 악화하였을 때 단백질의 리사이클(Recycle)을 행하기도 하고 세포질 내에 침입한 병원 미생물을 배제하거나 함으로써 생체의 항상성 유지에 간여하고 있다.-위키페디아===

 

<개변>이 없다면 유지할 수 없는 기관이나 조직이 있다.

 

세포는 속의 성분을 분해하여 같은 것을 개변함으로써 새로운 건강한 상태를 지탱할 수 있다고 하는 것을 이전 기사 (<세포는 부서지기 전에 자신의 속을 고쳐 바꾸고 있다! 왜?>https://gendai.ismedia.jp/articles/-/92040)에서 소개하였다. 그 분해를 담당하고 있는 것이 오토파지이다.

속의 개변이 잘 진행되지 않으면 세포기능에 지장이 생겨서 세포사나 질환을 일으킨다. 그러나 우리들의 신체를 구성하고 있는 세포는 태어나서 줄곧 같은 세포라는 것은 아니다. 세포에는 수명이 있고 오랜 세포는 죽고 새로운 세포로 바뀐다.

위나 장의 표면의 상피세포는 1일 정도, 혈액 중의 적혈구는 약 4개월, 뼈의 세포는 약 10년으로 세포의 종류에 따라 수명은 제각각이다. 비록 세포의 속이 잘 고쳐지지 않아도 새로운 세포로 바뀌어 가면 어떻게 되어간다고도 할 수 있다.

한편 거의 바뀌지 않고 태어나서 줄곧 사용하지 않으면 안 되는 세포도 있다. 뇌의 신경세포나 심장의 심근세포이다. 신경세포나 심근세포로서는 속이 착실히 바뀌는 것이 다른 종류의 세포의 경우보다 중요해질 것이다.

혹시 오토파지에 의하여 분해가 지체되면 오랜 것이나 부서진 것이 점점 쌓여서 이윽고 세포는 죽어버린다. 그런데 새로운 세포로 바뀌는 일 없이 탈락한 채로 있기 때문에 조직이나 기관의 기능에도 지장이 생긴다.

실제 신경세포가 죽어서 뇌기능이 저하하는 질환이 몇 개가 있어서 정리하여 신경변성질환이라 불리고 있다. 신경변성질환에는 세포내에 단백질 덩어리가 축적되는 일이 공통하는 특징으로 보이고 오토파지에 의한 분해가 정체되어 있는 것이 추측된다.

신경세포에서의 오토파지의 중요성을 나타내는 실험결과는 얼마간 보고되고 있다. 그 중에서 내가 특히 중요하다고 생각하는 것은 준텐토(順天堂)대학의 고마츠마사아키(小松雅明) 씨의 그룹과 일찍이 오수미(大隅)연구 팀 포유류의 멤버였던 도쿄대학의 미스시마노보루(水島昇) 씨의 그룹에 의한 것이다.

 

신경세포에서 오토파지가 일어나지 않으면 어떻게 되는가.

 

2개의 그룹은 뇌의 신경세포에서의 오토파지가 일어나지 않는 마우스를 만들어서 해석하였다. 전신에서 오토파지가 일어나지 않는 마우스는 배꼽 줄을 경유한 영양보급에서 모유로 바꿀 때에 기아를 살아남지 못하는 것을 이것도 이전의 기사가 되지만<당신의 생명을 지탱하는 기능 오토파지세포 스스로가 영양을 공급!>https://gendai.ismedia.jp/articles/-/91639에서 소개했다.

오토파지가 일어나지 않은 것이 뇌의 신경세포만인 경우 마우스는 출생 후 곧 죽는 일은 없으나 생후 1개 월 경부터 보행이 흔들리는 등의 운동장해가 보이게 된다. 뇌를 조사해 보면 신경세포에 *유비키틴 (ubiquitin) 화된 단백질이 축적되어 있고 세포가 죽어서 탈락한 곳도 있다.

유비키친의 구조모형도 (본문 기사참고)

===*유비키틴(ubiquitin)

76개의 아미노산으로 된 단백질로서 다른 단백질의 수식에 쓰이고 단백질 분해, DNA수복, 번역조절, 시그널전달 등 여러 가지 생명현상에 관계한다. 이르는 곳마다 있어서 이 이름이 붙었다. 진화적인 보수성이 높고 모든 진핵생물에서 거의 같은 아미노산 배열을 가지고 있다. 진화적 보수성이 높고 모든 진핵생물에서 거의 같은 아미노산 배열을 가지고 있다. 위키페디아===

 

유비키틴은 입체구조가 바르지 않은 단백질이나 손상된 라이소솜（lysosome=진핵생물이 가진 세포소기관의 하나)등 분해되는 것에 붙이는 눈금이다. 유비키틴화 된 단백질이 축적되어 있다는 것은 분해해야 할 단백질이 남아있는 것을 의미한다.

세포에서의 단백질의 분해는 오토파지만이 아니라 프로테아솜(proteasome=단백질의 분해를 행하는 거대한 효소복합제이다.)이라는 단백질복합체에 의해서도 행해진다. 푸로테아솜은 유비키틴화 된 불요한 단백질을 선택적으로 분해한다. 그러나 이 마우스는 프로테아솜의 작용에는 정상이다.

그럼에도 불구하고 마우스의 신경세포에는 유비키틴화 된 단백질이 축적되어 있다. 이렇게 된 결과에서 뇌의 신경 세포에서의 단백질의 분해에는 오토파지가 중요하다는 것을 알았다.

그런데 이 실험에 쓰인 마우스에는 세포에 축적되기 쉬운 이상한 단백질이 만들어지는 듯한 유전자변이는 없다. 곧 유전자변이 등 특별한 원인이 없어도 오토파지의 작용이 저하한 것만으로 신경변성질환이 된다는 것이다. 이것은 오토파지는 본래 질환에 대항하는 방어기제로서 작용하고 있음을 나타내는 큰 발견이다.*

일본어원문=アルツハイマー、パーキンソン…生涯使い続ける神経細胞を守るオートファジー

출처=https://news.yahoo.co.jp/articles/aed6227372--=