소뇌 유기형 배양을 사용한 Purkinje 세포의 DNA 손상 반응 시각화

우리의 연구는 운동 실조증-모세 혈관 확장증 또는 줄여서 A-T라고 하는 인간 유전 질환을 이해하는 데 중점을 두고 있습니다. 그것은 단백질 kinase ATM의 손실에 기인합니다. ATM에는 많은 기능이 있고 A-T에는 많은 증후가 특징입니다, 그러나 A-T의 주요한 증후는 진행성 소뇌 퇴행이고 ATM 단백질의 많은 기능 중 어느 것이 그의 손실이 이 파괴적인 증후의 구체적 원인인가 현재로서는 불분명합니다.

우리는 A-T 연구에서 이 핵심 문제를 조사하려고 노력하고 있으며, 이를 위해 야생형 및 ATM 결핍 마우스에서 유래한 소뇌 기관형 배양을 활용하고 있습니다. 이를 통해 A-T 환자의 퇴행성 소뇌에서 가장 먼저 손실될 수 있는 세포 유형인 Purkinje 세포에 집중할 수 있습니다. 생명 과학의 많은 분야와 마찬가지로 A-T 연구는 다양한 고급 기술과 방법을 활용합니다.

이러한 방법에는 동물 모델, 새로운 유형의 조직 배양, 유도 배수체 줄기 세포, 최첨단 이미징 기술, 유도 오믹 방법 및 단일 세포 부분 이미징이 포함됩니다. A-T에서 소뇌 기능 저하의 원인은 Purkinje 세포의 기능 저하입니다. 이러한 세포는 분리하기가 매우 어려우며 다른 세포 유형의 지원 없이는 배양에서 생존할 수 없습니다.

독특한 실험적 과제는 유도 배수체 줄기 세포 기술을 사용하여 성숙하고 기능하는 인간 Purkinje 세포를 얻는 것입니다. 고립된 Purkinje 세포를 성장시키는 것은 현재 불가능하기 때문에 소뇌 기관형 배양은 자연 조직 맥락 내에서 배양 접시에서 해당 세포를 연구할 수 있는 귀중한 기회를 제공합니다. 단백질 상관 관계를 DNA 손상 반응에 대한 판독값으로 사용하는 것은 특히 Purkinje 세포와 관련하여 매우 유익합니다.

ATM 단백질 키나아제의 주요 기능은 모든 세포에서 발생하는 지속적인 DNA 손상에 직면하여 게놈 무결성과 세포 항상성을 유지하는 데 중요한 DNA 손상 반응을 조절하고 있습니다. 우리는 ATM이 결핍된 Purkinje 세포에서 복구에 결함이 있는 치명적인 DNA 병변을 정확히 찾아내야 하며, 소뇌 기관형 배양(cerebellar organotypic culture)을 사용하여 이를 수행할 수 있기를 희망합니다. 이를 통해 A-T의 가장 중요하고 파괴적인 증상인 소뇌 퇴행의 생리학적, 분자적 기초를 더 잘 이해할 수 있습니다.