게이오 대학의 스다 히로시 전임 강사 등의 연구 그룹은 뇌가 이물 침입을 막기 위한 장벽 기능의 형성에 필요한 메커니즘을 발견했다.

 몸 속을 흐르는 혈액의 약 15%는 뇌에 존재해 영양의 운반이나 불필요한 물질을 반출하고 있다.따라서 신경 세포와 뇌의 정교한 기능을 유지하려면 유해 물질이 혈관에서 뇌로 누출되는 것을 방지하는 구조와 불필요한 물질을 신속하게 혈액 중에 되돌리는 구조가 필요하다.뇌내 모세혈관이 가지는 이 배리어 기능을 혈액뇌 장벽이라고 부르며, 그 기능은 뇌의 염증이나 뇌종양, 노화에 의해 저하된다.그러나 혈액뇌 장벽의 형성과 기능 유지의 구조의 대부분은 미해명이었다.

 이번에 의학·생물학 분야에서 범용되는 초파리의 뇌와 그 배리어 기능을 실험 모델로 이 구조의 해명에 임했다.인간과 초파리에서는 뇌와 혈액(파리에서는 체액)의 접촉을 엄밀히 제한하는 구조나 그것을 제어하는 ​​유전자에 공통점이 많다고 한다.

 연구 결과, 배리어 기능을 갖는 혈액뇌 장벽의 구조의 올바른 형성에는, 「매트릭스 메탈로프로테아제(Mmp)」라고 하는 그룹에 속하는 단백질분해효소가 불가결한 것을 발견했다.지금까지, 이 효소는 뇌의 염증 등으로, 혈관 주위의 콜라겐 등을 분해하여 혈액뇌 장벽의 기능을 저하시키는 「붕괴 가게」로 여겨져 왔다.그러나 이번에, 이 분해효소나 그 작용은 혈액뇌 장벽의 기능을 파탄시키는 작용을 가지는 한편, 그 형성에도 불가결한 것이 판명되었다.

 이번 연구 성과는 혈액뇌 장벽의 형성에 있어서의 분자 기구의 해명에 더해, 향후의 뇌 질환의 치료나 신경 재생 의료, 나아가 iPS 세포 등으로부터 혈관 내피 세포를 유도할 때의 혈액 뇌 장벽의 배리어 기능 향상에 기여할 것으로 기대된다.

논문 정보:【iScience】Degradation of extracellular matrix by Matrix metalloproteinase 2 is essential for the establishment of the blood-brain barrier in Drosophila

게이오 대학

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