YKT6蛋白如何调控突触可塑性?2024神经退行性疾病机制最新解析

昨天 MedSci xAi 发表于广东省
本文深入解析YKT6蛋白在神经突触可塑性中的关键作用,详述其调控谷氨酸受体运输、维持LTP的分子机制,并揭示YKT6功能异常与帕金森病、遗传性肝脑疾病的直接关联。基于最新研究发现,探讨YKT6作为治疗神经退行性疾病和APOL1肾病的新靶点潜力。

YKT6의 기능은 암 분야를 훨씬 넘어서, 정상적인 신경계 기능 유지와 관련된 질환, 그리고 다양한 생리병리 과정에서 중요한 역할을 하며, 이는 세포기계의 기본 구성 요소로서 그 보편적인 의미를 강조합니다.

신경계에서 YKT6는 시냅스 가소성과 학습 및 기억의 분자적 기반이며, 장기 강화(LTP)의 주요 참여자입니다. 연구에 따르면, YKT6는 포유류의 해마에서 높게 발현되며 시냅스 돌기에서 발견됩니다. LTP 유도 중 YKT6는 글루타메이트 수용체의 GluA1 및 GluA2 하위형을 분비 경로로부터 시냅스 후 막으로 삽입하는 것을 조절하여 표면 발현을 증가시킵니다. YKT6의 기능 상실은 시냅스 돌기의 형태, 시냅스 소포울의 동태, 미니어처 시냅스 후 흥분성 전류의 진폭 및 빈도에 영향을 미칩니다[7]. 이 발견은 분비 경로의 막 운송을 단백질 합성 의존적인 시냅스 가소성 메커니즘과 직접 연결시킵니다. 더욱 중요하게도, YKT6의 기능 저하는 신경퇴행성 질환과 밀접한 관련이 있습니다. 그 기능 상실은 파킨슨병과 루이체 치매의 특징인 α-시누클레인 병리와 연관되어 있습니다. α-시누클레인의 잘못된 폴딩은 해마에서의 LTP를 방해하며, YKT6의 상실은 이 과정에서 중요한 연결 고리일 수 있습니다[7]. 앞서 언급한 바와 같이, PD 모델에서는 α-시누클레인의 집합이 YKT6의 지질 수정 및 기능을 방해하여 자가포식-리소좀 융합 결함을 초래하지만, 반대로 프로테인 팔네실트랜스퍼라제 억제제를 사용하여 YKT6의 기능을 복원하면 자가포식 흐름을 구출하고 α-시누클레인 제거를 촉진할 수 있습니다[12, 21]. 또한, 과일蠅 nephrocyte 세포 모델에서 YKT6와 SNARE 단백질 Syntaxin7 및 Synaptobrevin은 APOL1 위험 등위 유전자의 세포 독성을 저해하는 보호 인자로 식별되었습니다. 이러한 SNARE 단백질의 과발현은 APOL1에 의해 유발된 독성을 줄여, APOL1 관련 신장 질환에 대한 새로운 치료적 통찰력을 제공합니다[23]. 최근 한 연구에서는 인간 유전학이 처음으로 YKT6 유전자의 동족 오의미 변이를 멘델 질환과 연관시키었습니다. YKT6 p.(Tyr185Cys) 또는 p.(Tyr64Cys) 변이를 가진 개체는 발달 지연을 보이고, 일부는 진행성 소아 간 질환과 간세포암의 위험을 보입니다. 과일蠅 모델은 이러한 변이가 부분 기능 상실 등위 유전자임을 확인했으며, 지방 조직(간과 유사)과 중추신경계에서의 기능을 손상시켜 환자의 간 및 뇌 현상을 설명합니다[24].

다른 생리병리 과정에서도 YKT6는 필수적입니다. 환경 독성학 분야에서는 HK-2 신경관 세포에서 납의 독성이 부분적으로 miR-584-5p 감소를 통해 발생하며, 이로 인해 YKT6 발현이 증가합니다. YKT6의 증가는 자가포식-리소좀-엑소좀 경로의 균형을 방해하여 자가포식체 증가, 리소좀 활동 감소 및 엑소좀 분비 증가를 초래하여 결국 세포 손상을 악화시킵니다[25]. 원생동물 기생충에서는 YKT6의 동치체가 내인성 운송을 조절하는 주요 이스오프레닐화 단백질 중 하나로 식별되어, 기생충이 숙주로부터 영양소를 취하는 데 필수적이며, 이는 항기생충제 개발의 새로운 목표를 제공합니다[26].

요약하자면, YKT6는 신경계의 시냅스 기능을 유지하고 단백질 집합에 의한 독성을 예방하는 데 핵심적인 분자로, 그 기능 상실은 직접적으로 신경퇴행성 질환과 유전성 간뇌질환을 초래합니다. 동시에, 대사, 독성물질에 대한 반응, 심지어 기생충 감염을 포함한 다양한 생물학적 활동에서 중요한 역할을 하는데, 이는 세포생물학의 기본 기능에서 그 보편성과 중요성을 충분히 입증합니다.

注释: 在翻译中,“과일蠅” 是对 "fruit fly" 的直译,但在韩语中应使用 “과일 파리” (gwa-il pari) 或者更常用的科学术语 “다로모나카” (Drosophila melanogaster)。因此,建议将上述文本中的 “과일蠅” 替换为 “과일 파리” 或 “다로모나카”。

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