뇌질환 관련 질병 이해 증진, 뇌의 영역별 글라이콤 지도 작성 기대
지난 2014년 1월 말 유럽 위원회(EC)는 인간 뇌 프로젝트(Human Brain Project, 이하 HBP)를 미래기술 주력사업(FET 플래그십)으로 선정하고, 유럽과 미국을 중심으로 세계 80개 연구기관이 함께 프로젝트를 수행하고 있으며, 일본도 '뇌 지도작성 프로젝트'(brain-mapping project)에 뛰어드는 등 세계적으로 뇌 연구에 관심이 높아지고 있다.
이러한 가운데 안현주 교수팀은 ‘글라이코믹스(glycomics,당 사슬을 특정한 기능을 갖게 변화시켜 의약품 개발에 응용하려는 연구 분야)’ 분야에서 뇌 조직 시료에서의 당사슬 분리 및 분석을 위한 새로운 원천 기술 개발로 뇌의 영역별 글라이콤 지도 작성의 실현화를 연구 중에 있다.
당(glycome)은 뇌의 발달, 신경 형성과 전달 등 신경학적으로 중요한 역할을 하고 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 퇴행성 뇌질환과도 밀접한 관련이 있다고 알려져 있으며 뇌 연구에서 점차 그 중요성이 확대 되는 추세다. 또, 세계 각국의 뇌 연구에 대한 관심이 증가됨에 따라 뇌 연구와 관련된 다양한 영상기술과 분석기술이 발전하고 있으나 뇌조직에서 당사슬의 분리 및 분석을 위한 효과적인 방법의 부재로 아직까지 이 분야에 대한 연구결과는 거의 전무한 수준이다.
이러한 가운데 안현주 교수 연구팀은 극미량의 뇌조직 시료로부터 당사슬을 효율적으로 분리 및 분석하는 방법을 최초로 개발했으며(그림), 이를 이용하여 쥐 뇌의 당사슬의 조성을 분석했다.
연구팀은 쥐 뇌의 ‘해마’라는 굉장히 작은 기관을 분리하고 새롭게 개발한 방법을 적용하여 해마 자체의 특이적인 당사슬의 조성을 분석, 뇌의 신호전달과 관련된 새로운 구조의 당들을 규명했다.(해마는 뇌 중심부에 존재하는 기관으로, 알츠하이머와 같은 뇌질환이 진행될 때 가장 먼저 손상되며 새로운 기억 형성과 학습에 결정적인 역할을 하는 부위이다)
이러한 연구결과는 분석분야의 최고의 저널 중 하나인 Analytical Chemisty(분야별 SCI 상위 5%)에 현재 온라인에 발표되었으며, 연구의 우수성을 입증 받아 지인정 박사과정 (제1저자) 학생이 한국질량분석학회 겨울심포지움에서 우수포스터상을 수상했다.
연구팀이 개발한 뇌조직의 당사슬 분리 및 분석기술을 이용한 글라이콤 분석은 알츠하이머병과 같은 인간의 뇌질환 관련 질병에 대한 이해를 증진시키는 등 뇌 과학연구에 중요한 기반이 되는 한편, 마우스나 인간 뇌의 영역별 글라이콤 지도 작성(Brain glycome mapping)을 가능케 하는 원천 기술로 활용될 것으로 기대된다.