미토파지(Mitophagy)와 파킨슨병

미토콘드리아는 세포의 대사 요구에 반응하는 크고 역동적인 네트워크의 일부로서 세포 전체에 분포되어 있습니다. 미토콘드리아 네트워크 분열은 이 네트워크 내의 미토콘드리아가 분열이라는 과정을 통해 더 작은 딸 미토콘드리아로 분할되는 과정을 말합니다. 이러한 분열은 미토콘드리아 네트워크의 기능 장애 측면을 분리하여 미토파지 기구에 의해 분해 및 재활용하는 데 필수적입니다. 그러나 여러 신경 퇴행성 질환과 관련이 있는 과도한 미토콘드리아 분열은 미토콘드리아 기능 장애, 산화 스트레스 증가, 신경 세포 사멸로 이어질 수 있습니다.

PINK1과 파킨 외에도 미토콘드리아 선택적 분해 기작은 기능 장애가 있는 미토콘드리아의 선택적 분해를 조절하기 위해 협력하는 단백질 그룹으로 구성되어 있습니다. 이러한 단백질에는 저산소 조건에서 미토파지를 시작하기 위해 OMM에 내장되어 LC3과 결합하는 BNIP3, BNIP3L/Nix, FUNDC와 같은 미토파지 수용체, 미토파지 기계를 통해 유비퀴틴화된 미토콘드리아 단백질을 연결하는 OPTN(옵티뉴린)과 NDP52, 그리고 자가포식체 형성을 촉진하는 Atg 단백질이 포함됩니다.

산화 스트레스와 미토파지 사이에는 양방향 관계가 존재합니다. 산화 스트레스는 미토파지의 시작 신호 역할을 합니다. 그러나 미토파지가 손상되면 세포 내에 기능 장애가 있는 미토콘드리아가 축적되어 ROS 생성이 증가하여 산화 스트레스가 악화됩니다. 이러한 상황은 미토파지의 필요성을 더욱 강조하여 세포 손상을 지속시키는 악순환을 만듭니다.

연구자들은 잘 연구된 PINK1/Parkin 매개 미토파지 외에도 몇 가지 다른 미토파지 경로를 확인했습니다. 여기에는 저산소 상태에서 활성화되는 BNIP3L/Nix 및 FUNDC1 경로가 포함됩니다. 또한, 철 킬레이트제에 의한 철 손실이 미토파지를 유발하는 것으로 나타났지만, 그 기전은 완전히 밝혀지지 않았습니다.

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자가포식: 그리스어에서 유래된 자가포식은 "자신을 먹는 것"을 의미하며, 벨기에의 생화학자 크리스티앙 드 듀브가 세포 내 리소좀의 분해 과정을 설명하기 위해 만든 용어 입니다.

바이오마커 : 생물학적 상태 또는 상태를 측정할 수 있는 지표 . 바이오마커는 질병의 존재, 진행, 심각도를 감지하거나 모니터링하고 치료 효과를 평가하기 위해 의학 및 연구 분야에서 자주 사용됩니다.

도파민 : 신경계에서 중요한 역할을 하는 카테콜아민 신경전달물질 .

도파민성 신경세포: 운동 기능, 보상 처리, 행동, 기분에 관여하는 신경전달물질인 도파민을 생성하고 방출하는 신경세포( ). 이 신경세포는 주로 뇌의 흑질(substantia nigra)에 위치합니다.

루이 소체: 뉴런 내에 축적되는 알파-시누클레인의 큰 덩어리. 이 덩어리는 파킨슨병의 특징입니다.

리소좀: 진핵세포의 막에 둘러싸인 분해 기관으로, 지질, 단백질, 기타 거대 분자를 분해하는 역할을 합니다.

잘못 접힌 단백질: 단백질은 기능적인 3차원 구조로 접혀야 하는 아미노산의 선형 사슬로 구성되어 있습니다. 이러한 사슬이 제대로 접히지 않으면, 그 결과로 생긴 단백질은 비정상적인 형태를 취할 수 있습니다. 이러한 단백질은 일반적으로 불용성이며, 정상적인 세포 과정을 방해합니다. 오접힌 단백질의 축적은 알츠하이머병(AD), 파킨슨병(PD), 헌팅턴병(HD), 근위축성 측삭 경화증(ALS) 등 여러 신경 퇴행성 질환과 밀접한 관련이 있습니다.

미토파지 : 손상되거나 기능 장애가 있는 미토콘드리아를 선택적으로 분해하는 미토콘드리아 자가포식이라고도 합니다 .

신경 퇴행 : 뉴런의 손실을 초래하는 복잡하고 다원적인과정 .

파킨슨병(PD ): 다음과 같은 특징을 갖는신경 퇴 행성 질환 입니다. (a) 운동 관련(운동) 증상, 휴식 떨림, 운동 둔화, 경직, 자세 불안정 등, 흑질 내 도파민성 신경세포의 손실과 관련된 증상 (b) 비운동 증상, 불안, 우울증, 무관심, 환각, 변비, 기립성 저혈압, 수면 장애, 후각/미각 상실, 인지 장애 등 .

단백질 응집체: 엉킨 실타래처럼 세포 내부나 주변에 뭉쳐 있는 잘못 접힌 단백질 덩어리( ).

흑질 : 중뇌에 있는 도파민성 핵 으로, 기저핵 회로의 일부로서 운동 기능과 보상 기능을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.