나고야시립대학, 긴키대학, 산업기술종합연구소 등의 연구그룹은 출생으로 인한 글루타민 대사변동이 생후 신경 줄기세포의 유지에 중요하다는 것을 밝혔다.
조산아에서는 신경 발달증의 합병이 많아 신경 발달 예후가 불량인 것으로 알려져 있다. 또, 태아기의 신경 줄기세포(방사상 글리아)는 활발하게 분열해, 활성화 상태에 있는 한편, 생후의 신경 줄기 세포는 정지화 상태를 획득해, 고갈하지 않고 계속적으로 신경 세포(뉴런)를 생산한다. 즉, 「출생」이라는 이벤트가 신경 줄기세포의 유지에 기여하고 있는 것으로 생각되지만, 그 분자동태는 분명하지 않았다.
본 연구에서는 출생 예정일에 태어난 정기산 마우스와 예정일보다 1일 빨리 출생한 조산 마우스를 메타볼롬 해석, 싱글셀 유전자 발현 해석 등의 최첨단 기술에 의해 비교 해석했다. 그 결과, 정기산 마우스의 방사상 글리아에서는, 글루타민 합성 효소를 코딩하는 Glul 유전자의 발현이 상승하는 것으로, 세포 증식을 촉진하는 mTOR 신호가 저하되고, 출생에 의해 방사상 글리아가 정지화를 획득하는 것을 알 수 있었다. 한편, 조산 마우스는 방사상 글리아에 있어서의 Glul의 발현 상승이 불완전하고, 정기산 마우스에 비해 mTOR 신호가 항진한 결과, 출생 후의 방사상 글리아의 정지화 획득이 불완전하였다. 이로 인해 조산 마우스의 방사상 신경교가 일시적으로 과도하게 활성화되어 신경 줄기 세포가 고갈되어 생후 뉴런 신생이 감소하는 것으로 나타났다.
이를 통해 적절한 출생시기에 글루타민 대사 변동이 일어나는 것이 생후 신경 줄기 세포의 유지에 필요하다는 것이 밝혀졌고, 조산아 뇌 장애의 병태도 새롭게 밝혀졌다. 게다가 조산 마우스에 mTOR 신호 저해제를 투여하면 방사상 글리아가 정지화하고, 신경 줄기세포의 고갈이 막히고, 생후의 뉴런 신생이 개선되는 것도 발견했다고 한다. 본 연구는 신경줄기세포의 유지에 있어서 출생의 의의를 찾아내고 조산아의 신경발달 예후를 개선하는 치료법의 개발에도 기여할 것으로 기대된다.
논문 정보:【Science Advances】Significance of birth in the maintenance of quiescent neural stem cells
