역사적으로 중추신경계(CNS)는 ‘면역 특권(immune-privileged)’을 지닌 것으로 여겨졌으며, 고유한 면역세포 집단을 보유하는 것으로 간주되었다. 이러한 면역 특권은 치밀한 혈액-뇌장벽(BBB)과 혈액-뇌척수액장벽(BCSFB)에 의해 형성되는 것으로 생각되어, 말초 면역세포와 그들이 분비하는 인자들이 중추신경계 실질로의 이동을 차단한다고 여겨졌다. 그러나 최근 연구들은 맥락총(choroid plexus), 두개골 골수(cranial bone marrow, CBM), 수막(meninges), 그리고 주위혈관공간(perivascular spaces)과 같은 다양한 뇌-경계(brain-border) 틈새(niche)들에 인접하여 말초 면역세포가 존재함을 보여주었다. 또한 증가하는 근거는 이러한 말초 면역세포가 이들 부위를 통해 뇌로 침투할 수 있으며, 신경퇴행성 질환에서 뉴런 세포 사멸과 병리 진행을 유도하는 데 중요한 역할을 수행할 수 있음을 시사한다. 따라서 본 총설에서는 뇌-경계 면역 틈새가 알츠하이머병(AD), 파킨슨병(PD), 다발성 경화증(MS)과 같은 신경퇴행성 장애의 병인에 어떻게 기여할 수 있는지 탐구한다. 이어서 우리는 최근 연구로부터 얻어진 새로운 통찰을 바탕으로, 이러한 틈새의 신경면역 잠재력을 활용하여 이 쇠약성 장애들의 예후와 치료를 개선하기 위한 몇 가지 새롭게 부상하는 선택지들을 논의한다.

청각장애의 원인은 다인자적이며, 유전적 요인과 환경적 요인이 모두 기여한다. 유전학적 연구는 청각계의 발달과 기능에 대한 유용한 통찰을 제공해 왔지만, 청각 기능의 유지와 발달에 있어 유전자 산물의 기여와 다른 환경 요인과의 상호작용은 추가적인 설명이 필요하다. 본 종설에서는 유전적 요인과 환경 요인 의존적 청력손실 발달의 수렴 요인으로서 적응성 저해(redox dysregulation)의 역할에 대한 현재의 지식을 개관하고, 청각 기능장애에서 말초 청각계의 물리적 구성요소와 산화스트레스의 상호작용을 이해하는 데 초점을 맞춘다. 적절한 청각 기능과 연관된 분자 요인들이 시간에 따른 청력손실의 발달을 촉진하며 redox 불균형을 유도하는 데 관여할 가능성은 중요한 촉진 요인이다.

포유류의 신체와 장(腸) 미생물군 사이의 복잡한 공생 관계는, 이후의 생애에서 자손의 건강 결과에 결정적인 역할을 한다. 장 미생물군은 생리학적 항상성을 유지하기 위해 직접적 또는 간접적 상호작용을 통해 사실상 모든 생리 기능을 조절한다. 선행 연구들은 모체/영유아기 장 미생물군과 뇌 발달 및 사회적 인지와 관련된 행동 결과 간의 연관성을 시사해 왔다. 본 연구에서는 장 미생물군이 뇌 발달에 관여하는 역할에 대한 직접적 증거를 제시한다. 자기공명영상(MRI)을 통해, 무균( GF ) 마우스와 재래화(conventionalized) 마우스를 사용하고, 이유(weaning) 후 장 미생물군을 재도입하여 장 미생물이 뇌의 조직과 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 우리는 이유 시점 이후 장 미생물을 재도입하더라도, 무균 마우스에서의 뇌 용적(b ont volume )에 광범위한 변화가 지속됨을 확인하였다. 이러한 자료는 모체의 장 또는 영(幼) postnatal 미생물이 뇌의 발달 프로그램에 미치는 직접적 연관성을 시사한다.

β-시크레타아제(β-secretase, BACE1)는 아밀로이드-β(Aβ) 생성에 결정적으로 관여하며, 알츠하이머병(AD) 신경병리에서 과발현이 관찰된다. Aβ가 당화최종산물의 수용체(receptor for advanced glycation endproducts, RAGE)와 상호작용하는 것은 Aβ의 뇌 내 유입을 촉진하고, 그 신경독성과 신경염증을 악화시켜 나아가 BACE1 발현을 더욱 증가시킨다. 기존의 BACE1 억제 노력의 한계를 고려하여, 본 연구는 AD 병리 완화를 위해 BACE1 발현을 감소시키는 전략을 탐색한다. 연구 결과, 항암제 6-티오구아노신(6-thioguanosine, 6-TG)은 세포독성을 유발하지 않으면서 BACE1 발현을 현저히 감소시키고, 미세아교세포의 포식 작용을 증진시키는 것으로 나타났으며, AD 마우스에서 Aβ 축적을 감소시키면서 인지 장애를 완화하였다. 표적 동정을 위해 고도화된 딥러닝 기반 도구를 활용하고, 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 분석으로 이를 확인한 결과, 6-TG가 RAGE와 직접 결합하며 JAK2-STAT1 경로를 통해 BACE1 발현을 조절하고 뇌에서 용해성 RAGE(sRAGE) 수준을 증가시키는 것이 규명되었다. 이러한 결과는 AD 발현을 완화하는 데 있어 6-TG의 치료적 잠재력을 보여주며, AD의 복잡성으로 인해 야기되는 과제를 대안으로 삼아 뇌 sRAGE 수준을 증가시키기 위한 소분자 전략을 지지한다.

미생물 기반 치료제로서 유망한 살아있는 생물치료제(Live Biotherapeutic Products, LBPs)의 성공적인 개발을 위해서는, 그 품질, 안전성 및 유효성을 엄격하게 평가할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구는, 게놈 규모 대사 모델(genome-scale metabolic models, GEMs)을 이용하여 LBP 후보 균주를 특성화하고 인접한 미생물군 및 숙주 세포와의 대사적 상호작용을 시스템 수준에서 규명할 수 있는 모델-유도형 프레임워크를 제시한다. 이러한 관점에서, 개인화된 다균주(multi-strain) LBPs의 선별, 평가 및 설계를 위한 GEM 기반 전략을 개괄한다.

알츠하이머병을 위한 기존 약물의 용도 전환 논문 번호 2407812에서 동규 조(Dong-Gyu Jo)와 동료 연구자들은 알츠하이머병(AD) 치료를 위한 새로운 전략을 제안하며, 항암제인 6-티오구아노신(6-TG)이 고급 당화 최종산물 수용체(RAGE)와 상호작용하여 BACE1 발현을 조절함으로써 A 축적을 감소시킨다는 점을 보여준다. RAGE와의 상호작용은 용해성 RAGE(sRAGE) 수준을 증가시키며, 이는 A-RAGE 상호작용을 차단하여 신경염증 반응을 감소시킨다. sRAGE 수준을 증가시키는 것은 RAGE 경로를 효과적으로 억제하고 A 축적을 감소시키는 데 유용할 수 있다.

역사적으로 중추신경계(CNS)는 ‘면역 특권(immune-privileged)’을 지닌 것으로 여겨졌으며, 고유한 면역세포 집단을 보유하는 것으로 간주되었다. 이러한 면역 특권은 치밀한 혈액-뇌장벽(BBB)과 혈액-뇌척수액장벽(BCSFB)에 의해 형성되는 것으로 생각되어, 말초 면역세포와 그들이 분비하는 인자들이 중추신경계 실질로의 이동을 차단한다고 여겨졌다. 그러나 최근 연구들은 맥락총(choroid plexus), 두개골 골수(cranial bone marrow, CBM), 수막(meninges), 그리고 주위혈관공간(perivascular spaces)과 같은 다양한 뇌-경계(brain-border) 틈새(niche)들에 인접하여 말초 면역세포가 존재함을 보여주었다. 또한 증가하는 근거는 이러한 말초 면역세포가 이들 부위를 통해 뇌로 침투할 수 있으며, 신경퇴행성 질환에서 뉴런 세포 사멸과 병리 진행을 유도하는 데 중요한 역할을 수행할 수 있음을 시사한다. 따라서 본 총설에서는 뇌-경계 면역 틈새가 알츠하이머병(AD), 파킨슨병(PD), 다발성 경화증(MS)과 같은 신경퇴행성 장애의 병인에 어떻게 기여할 수 있는지 탐구한다. 이어서 우리는 최근 연구로부터 얻어진 새로운 통찰을 바탕으로, 이러한 틈새의 신경면역 잠재력을 활용하여 이 쇠약성 장애들의 예후와 치료를 개선하기 위한 몇 가지 새롭게 부상하는 선택지들을 논의한다.

청각장애의 원인은 다인자적이며, 유전적 요인과 환경적 요인이 모두 기여한다. 유전학적 연구는 청각계의 발달과 기능에 대한 유용한 통찰을 제공해 왔지만, 청각 기능의 유지와 발달에 있어 유전자 산물의 기여와 다른 환경 요인과의 상호작용은 추가적인 설명이 필요하다. 본 종설에서는 유전적 요인과 환경 요인 의존적 청력손실 발달의 수렴 요인으로서 적응성 저해(redox dysregulation)의 역할에 대한 현재의 지식을 개관하고, 청각 기능장애에서 말초 청각계의 물리적 구성요소와 산화스트레스의 상호작용을 이해하는 데 초점을 맞춘다. 적절한 청각 기능과 연관된 분자 요인들이 시간에 따른 청력손실의 발달을 촉진하며 redox 불균형을 유도하는 데 관여할 가능성은 중요한 촉진 요인이다.

포유류의 신체와 장(腸) 미생물군 사이의 복잡한 공생 관계는, 이후의 생애에서 자손의 건강 결과에 결정적인 역할을 한다. 장 미생물군은 생리학적 항상성을 유지하기 위해 직접적 또는 간접적 상호작용을 통해 사실상 모든 생리 기능을 조절한다. 선행 연구들은 모체/영유아기 장 미생물군과 뇌 발달 및 사회적 인지와 관련된 행동 결과 간의 연관성을 시사해 왔다. 본 연구에서는 장 미생물군이 뇌 발달에 관여하는 역할에 대한 직접적 증거를 제시한다. 자기공명영상(MRI)을 통해, 무균( GF ) 마우스와 재래화(conventionalized) 마우스를 사용하고, 이유(weaning) 후 장 미생물군을 재도입하여 장 미생물이 뇌의 조직과 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 우리는 이유 시점 이후 장 미생물을 재도입하더라도, 무균 마우스에서의 뇌 용적(b ont volume )에 광범위한 변화가 지속됨을 확인하였다. 이러한 자료는 모체의 장 또는 영(幼) postnatal 미생물이 뇌의 발달 프로그램에 미치는 직접적 연관성을 시사한다.