초록 ▼

√ 본 연구는 최근 calcium-activated chloride channel (CaCC)로 그 분자적 정체성(molecular identitiy)이 밝혀진 TMEM16A/anoctamin 1 (ANO1)의 망막에서의 발현 양상 및 그 기능을 밝히기 위해 수행되었음.
√ 생쥐 망막에서 ANO1은 망막에 풍부히 발현됨을 웨스턴블롯과 면역조직화학법으로 확인하였음. 면역 조직화학법 상 ANO1은 망막의 두 시냅스층(synaptic layer)인 바깥얼기층(outer plexiform layer)과 속얼기층(inner plexif

√ 본 연구는 최근 calcium-activated chloride channel (CaCC)로 그 분자적 정체성(molecular identitiy)이 밝혀진 TMEM16A/anoctamin 1 (ANO1)의 망막에서의 발현 양상 및 그 기능을 밝히기 위해 수행되었음.
√ 생쥐 망막에서 ANO1은 망막에 풍부히 발현됨을 웨스턴블롯과 면역조직화학법으로 확인하였음. 면역 조직화학법 상 ANO1은 망막의 두 시냅스층(synaptic layer)인 바깥얼기층(outer plexiform layer)과 속얼기층(inner plexiform layer)에 반점(puncta)형태로 발현되었음. 이들 반점은 광수용세포(photoreceptor), ON 및 OFF 두극세포(bipolar cell), 무축삭세포(amacrine cell)의 연접이전축삭종말(presynaptic terminal)임을 이중형광염색법으로 규명하였음. ANO1은 연접이후성분인 두극세포 및 신경절세포(ganglion cell layer)의 가지돌기에는 분포하지 않았음.
√ 망막신경원 중 ANO1을 발현하는 막대두극세포(rod bipolar cell)를 분리해 낸 상태에서 전기생리학적 방법으로 칼슘의존성염소전류(ICl(Ca))가 존재함을 최초로 확인하였음. 또한 이 전류는 칼슘이온통로 차단제인 Co²⁺, L형 칼슘이온통로 억제제인 Nifedipine, 염소이온통로 차단제인 NPPB와 NFA에 의해 억제되는 것을 확인하였음. 한편, 최근 밝혀지고 상용화된 바 있는 ANO1 선택적 억제제인 T16A_inh-A01과 세포내주입으로 반응성을 측정한 ANO1 중화항체 모두에서 칼슘전류에 영향을 주지 않고 칼슘의존성염소전류만을 뚜렷하게 억제하는 것을 확인하였음. 이로 미루어 막대두극세포의 칼슘의존성염소전류는 ANO1에 기인하는 것임을 알 수 있었음.
√ 이후, ANO1의 기능을 확인하기 위해 CaCC 억제제인 NPPB와 T16A_inh-A01을 투여하여 CaCC의 활성을 억제했을 때 일어나는 세포막전위의 변화를 세포막전류고정법으로 관찰하였을 때, 전류자극에 의해 유도된 막대두극세포의 활동전위파형이 세포막전위의 탈분극이 길게 지속되는 양상으로 변화되는 것을 확인하였음. 이로써 ANO1이 탈분극 이후 재분극되는 시간을 단축시켜 다음 자극에 준비할 수 있도록 하는 역할을 하며, 이는 곧 시냅스에서의 신경신호전달 과정을 조절하는 역할을 수행함을 의미함.
√ 이러한 결과들을 통해, ANO1이 다양한 망막신경원의 칼슘의존성염소전류 발생에 관여하며, 더 나아가 신경전달과정에서 시냅스이전 막전위를 내재적으로 조절함으로써 시냅스 효율 및 신경신호전달 과정을 조절하는 데 중요한 역할을 수행함을 규명함.
√ 또한, ANO1을 발현하는 원뿔두극세포 중 ON 원뿔두극세포가 속얼기층의 OFF아층판에서 축삭종말이 아닌 축삭 중간에 en passant 형태로 연접을 이룸을 커넥톰연구의 핵심기술인 전자현미경법 및 3차원 영상재구성법을 통해 확인하였음, 이는 일부 OFF아층판에 돌기가 위치하는 무축삭세포 및 신경절세포가 빛 자극에 ON반응을 보이는 현상을 이해하는데 직접적인 증거이자 축삭중간에서 효율적으로 신호를 전달하고자 독특하게 변형된 구조를 갖는 시냅스가소성(synaptic plasticity)을 보여주는 결과임.
√ 더불어 속귀의 달팽이관에서 ANO1이 혈관줄무늬(stria vascularis)와 코르티기관(organ of Corti)에 분포하는 내측올리브달팽이신경종말(medial olivocochlear efferent n. terminal)에 발현됨을 확인하여 보고하였고, 청각중계핵인 마름섬유체(trapezoid body)와 배쪽청각핵(ventral cochlear nucleus), 그리고 소뇌 등에 강하게 발현됨을 확인하였음.
√ 앞서 본 연구진이 발표했던 망막에서의 막대두극세포의 칼슘의존성염소전류에 대한 연구결과에서 NFA는 100uM 농도에서 70%정도로 전류의 양을 억제하는 하였는데, 고농도를 세포에 적용했을 때 최대전류가 크게 증폭되는 것을 확인하였음. 이는 ANO1 매개 I_Cl(Ca)가 칼슘이온의 세포내저장고인 형질내세망(endoplasmic reticulum, ER)에서 유리된 칼슘이온에 의해 기인함을 밝혀 보고중임

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• <논문> ... 8
• <학회발표> ... 8
• <인력양성> ... 9
• <후속연구추진> ... 9
• 끝페이지 ... 9