신경능선세포 발달에서 UTX 역할

Abstract

UTX는 가부키 증후군의 주요한 돌연변이 유전자 중 하나로 알려져 있으며, 가부키 증후군은 신경능선 세포(Neural crest cell: NCC) 발달 과정에서의 결함에 의해 나타나는 심장 결함, 청력 상실, 지적 장애, 특이한 얼굴 표현형 등의 여러 가지 표현형을 가지고 있다. 이러한 가부키 증상은 배아 발생 단계 중 신경능선 세포의 분화에 문제가 생겨 기인한다고 예상해 볼 수 있다. 신경능선 세포는 척추동물 배아의 발달과정에서 여러 세포조직 형성에 관여하는 다능성 이동 세포 집단이다. 신경관 유도 (crest induction), 계통 결정 (lineage decisions), 특정 세포 유형으로의 분화에 이르기까지 신경능선 (Neural crest) 발달의 여러 단계를 제어하는 전사 인자와 신호 분자에 대한 연구는 비교적 잘 알려져 있다. 그러나 신경능선 세포의 여러 발달 단계에서 작용하는 표적 유전자 발현을 조절하는데 있어서 후성 유전적 조절 인자의 중요성에도 불구하고 이에 대한 연구는 아직 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 신경능선 세포 발달 과정에서 H3K27 demethylase 인 UTX가 어떤 역할을 하는지 밝히고자 하였다. Chick 배아에 전기 천공법(In ovo Electroporation)으로 유전자를 도입하는 실험과 단백질 복합체 면역침강 실험(CO-IP)을 통해 UTX가 신경능선 세포 분화의 주요 전사인자인 FoxD3와 상호 작용한다는 것을 발견했다. 또한 UTX가 Neuro2a 세포에서 슈반세포 전구체의 초기 결정 인자인 지방산 결합 단백질 7 (Fabp7) 와 myelin protein zero (P0) 프로모터의 활성을 활성화시키는 Sox10 및 FoxD3의 보조 인자로서 기능한다는 것을 밝혀내었다. 생쥐 모델의 신경능선 세포 발달과정에서 UTX의 기능을 규명하기 위해 Wnt1-Cre를 사용하여 신경능선 세포에서 UTX를 특이적으로 제거하고, 배아 발달에 어떤 형태학적 표현형이 있는지를 조사한 결과, 뼈 골격의 이상, 얼굴 형태의 결함 등의 표현형을 관찰하였다. UTX에 의해 조절 받는 유전자 발현 양상을 연구함으로써 신경능선 세포 분화에 영향을 미치는 분자 메커니즘을 밝혀내고, 생쥐 배아의 발달과정에서 나타나는 형태적 표현형에 대해 추가적으로 연구를 진행 할 예정이다. 이 연구를 통해 신경능선 세포 발달에 UTX가 어떻게 기능하는지에 대한 분자 메커니즘을 규명하고 이를 바탕으로 비정상적인 신경능선 세포 발달로 인한 질병을 치료하거나 개선하는 새로운 치료법 개발의 가능성을 제공하고자 한다.