최경환 (경상국립대학교, Maastricht University) | 한빛사논문 > 한빛사

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경상국립대학교, Maastricht University

J. Biomed. Sci., Published: 26 January 2026;33,13(2026) | https://doi.org/10.1186/s12929-026-01215-4 Osmotin-derived 9-amino-acid peptide alleviates α-synuclein and MPTP-induced glial cell activation mediated neuroinflammation, protecting dopaminergic neurons in Parkinson’s disease mice brain

Kyonghwan Choe^1,2†, Muhammad Tahir^1†, Min Hwa Kang^1†, Hyun Young Park^2,3, Riaz Ahmad¹, Tae Ju Park^4*and Myeong Ok Kim^1,5*

¹Division of Life Science and Applied Life Science (BK21 FOUR), College of Natural Sciences, Gyeongsang National University, Jinju-si, Republic of Korea.
²Department of Psychiatry and Neuropsychology, School for Mental Health and Neuroscience (MHeNs), Maastricht University, Maastricht, Netherlands.
³Department of Pediatrics, Maastricht University Medical Center(MUMC+), 6202 AZ Maastricht, The Netherlands.
⁴Department of Cell Biology, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Avenue, Bronx, NY 10461, USA.
⁵Alz-Dementia Korea Co., Jinju-si, Republic of Korea.

^†Kyonghwan Choe, Muhammad Tahir and Min Hwa Kang have equally contributed to this paper.
^*Correspondence: Tae Ju Park, Myeong Ok Kim

Abstract

Background
Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder, categorized by the loss of dopaminergic neurons in the brain’s Substantia Nigra pars compacta (SNpc) due to α-synuclein (α-syn) aggregation, leading to reduced dopamine levels in the striatum. This research study evaluates the neuroprotective potential of the novel peptide osmotin-derived 9-amino-acid (Os_9aa, C-T-Q-G-P-C-G-P-T) against α-syn (neuron-specific enolase promoter human alpha-synuclein (NSE-hαSyn)) and 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced PD models.

Methods
Human neuroblastoma SH-SY5Y cells were employed as an in vitro model, while NSE-hαSyn (α-synuclein) transgenic mice and MPTP-treated mice were used as in vivo models of PD. MPTP was administered intraperitoneally (30 mg/kg) once daily for five consecutive days. Mice were immunized with Os_9aa (15 mg/kg, i.p., twice weekly for five weeks), followed by behavioral assessments including open field test, wire hang test, pole test, and rotarod test, and biochemical analysis using the Triplex Assay, western blotting, and confocal microscopy.

Results
Our study demonstrated that the novel peptide Os_9aa enhanced cell viability, reduced cytotoxicity, and apoptosis in SH-SY5Y neuroblastoma cells. Os_9aa attenuated synucleinopathy-related pathology in NSE-hαSyn transgenic mice and MPTP-induced PD mouse models. Current findings also highlighted the therapeutic potential of Os_9aa in mitigating behavioral deficits observed in NSE-hαSyn and MPTP mouse models of PD. Furthermore, Os_9aa administration effectively restored key dopaminergic markers, including tyrosine hydroxylase (TH), vesicular monoamine transporter 2 (VMAT2), and dopamine transporter (DAT). Additionally, it reduced neuroinflammation by decreasing the activation of glial cells—ionized calcium-binding adaptor molecule 1 (Iba-1) and glial fibrillary acidic protein (GFAP), as well as pro-inflammatory cytokines, such as phosphorylated nuclear factor-κB (p-NF-кB), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and interleukin-1β (IL-1β), in the striatum and SNpc regions. Furthermore, Os_9aa mitigated oxidative stress (OS) by upregulating the expression of nuclear factor erythroid-related factor 2 (Nrf-2) and heme oxygenase 1 (HO-1), and improved cognitive performance.

Conclusion
Collectively, these findings highlight the neuroprotective potential of the Os_9aa, which counteracts α-synuclein– and MPTP-induced neurotoxicity by reducing oxidative stress, glial activation, and neuroinflammation. This multifaceted protection preserves neuronal integrity in both the NSE-hαSyn transgenic and MPTP-induced PD mouse models, underscoring Os_9aa as a promising therapeutic candidate for modifying PD pathogenesis.

논문소개전체 설명

파킨슨병 치료 후보: 오스모틴 유래 9개 아미노산 펩타이드(Os_9aa)의 신경보호 효과

한 줄 요약
식물 단백질 osmotin에서 유래한 9개 아미노산 펩타이드(Os_9aa)가 α-synuclein 및 MPTP 기반 파킨슨병 모델에서 glial 세포 과활성화와 신경염증을 낮추고, 도파민 신경세포 손상을 완화해 운동기능 저하를 개선하는 효과를 보였다.

왜 이 연구를 했나
파킨슨병(PD)은 도파민 신경세포가 점차 소실되는 신경퇴행질환이지만, 임상에서 사용하는 치료는 여전히 증상 조절에 집중되어 있습니다. 연구를 하다 보면 “신경세포 자체를 보호하는 접근”도 중요하지만, 그 이전 단계에서 염증이 어떻게 유지되고 증폭되는지가 PD 진행에서 큰 축이라는 점을 자주 확인하게 됩니다. 특히 α-synuclein(α-syn)이 축적되는 과정에서 microglia/astrocyte가 활성화되고, 이들이 분비하는 염증성 사이토카인이 신경세포 손상을 가속화하는 악순환은 많은 연구에서 반복적으로 등장합니다. 결국, “신경세포만 보지 말고 glia–염증 축까지 함께 잡을 수 있는 후보가 있을까?”가 이 연구의 출발점이었습니다.

어떤 아이디어였나
흥미롭게도, 담배 식물에서 유래한 단백질 osmotin이 포유류의 adiponectin과 구조·기능적으로 유사하다는 보고가 있습니다. adiponectin 관련 신호는 염증 조절 및 신경 보호와 연결되는 경우가 많기 때문에, 연구팀은 osmotin에서 아주 짧은 단편을 떼어내 9개 아미노산 길이의 펩타이드(Os_9aa)를 설계했습니다. 길이가 짧다는 점은 (물론 실제 약물 개발에서는 별도의 검증이 필요하지만) 합성과 변형, 최적화 측면에서 장점이 될 수 있어 “작게 만들되, 핵심 효과를 남길 수 있는가”라는 질문을 던지기에 적합했습니다.

어떻게 검증했나
이번 연구는 세포와 동물 모델을 함께 사용해, Os_9aa가 “보이는 현상”이 아니라 “병리 축”에 실제로 영향을 주는지 확인하려 했습니다.
•    세포 수준(in vitro)**에서는 α-syn 또는 독성 자극으로 유도되는 손상 상황에서 Os_9aa 처리 후 세포 생존/독성 및 세포사멸 관련 지표(caspase 활성 등)를 평가했습니다.
•    동물 수준(in vivo)**에서는 (1) α-syn 발현 형질전환 모델과 (2) MPTP 유도 모델이라는 성격이 다른 두 PD 모델을 사용했습니다. 행동평가(open field, pole, rotarod, wire hang 등)를 통해 운동기능 변화를 보고, 뇌 조직(선조체/흑질)에서 도파민 신경세포 마커(TH, DAT, VMAT2), glial 활성화 마커(Iba-1, GFAP), 염증 신호(p-NF-κB, TNF-α, IL-1β), 항산화 경로(Nrf2, HO-1) 등을 함께 확인했습니다.

무엇이 핵심 결과였나
제가 이 논문에서 가장 “이야기가 된다”고 느낀 점은, 결과가 단순히 한두 지표 개선으로 끝나지 않고 PD에서 맞물려 돌아가는 축이 함께 꺾이는 방향으로 정리된다는 점입니다.
1.    행동 수준에서의 개선
두 모델 모두에서 PD 유발 후 나타나는 운동장애가 Os_9aa 처리군에서 완화되는 흐름을 보였습니다. 행동시험은 변동성이 크기 때문에 하나의 테스트만 보기보다 여러 테스트의 방향성이 일관한지를 보는 편인데, 이 연구는 그 점에서 설득력이 있었습니다.
2.    도파민 신경계 보존(TH/DAT/VMAT2)
PD 모델에서 감소하는 TH, DAT, VMAT2가 Os_9aa 처리 후 회복되는 방향으로 나타났고, 면역염색에서도 도파민 신경계 손상이 완화되는 흐름을 확인할 수 있었습니다. 결과적으로 “증상(행동) 개선”이 “신경계 보존 지표”와 함께 움직인다는 점이 중요했습니다.
3.    glial 과활성화 및 염증 신호 억제
microglia(Iba-1)와 astrocyte(GFAP)의 활성화가 PD 모델에서 증가하는데, Os_9aa는 이를 낮추는 방향의 결과를 보였습니다. 더불어 p-NF-κB와 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β)도 감소해, glia 활성화가 염증 신호로 이어지는 축을 함께 완화할 가능성을 제시합니다.
4.    항산화 방어(Nrf2/HO-1) 회복
Nrf2/HO-1 축이 PD 상황에서 약화되는 경향이 관찰되는데, Os_9aa 투여 후 이 경로가 회복되는 흐름이 제시되었습니다. 염증 억제와 산화스트레스 방어가 동시에 움직였다는 점이 “다면적”이라는 표현을 뒷받침한다고 생각합니다.

어떤 의미가 있나
α-syn 축적과 신경염증은 PD 연구에서 늘 중요한 축이지만, 실제 치료 후보로 연결될 때는 “한 축만 건드리다 끝나는” 경우가 많습니다. 이번 연구는 짧은 펩타이드 후보가 glia–염증 축과 산화스트레스 방어, 그리고 도파민 신경계 보존 지표까지 폭넓게 연결되는 결과를 보여주었다는 점에서 의미가 있습니다. 또한 α-syn 기반 모델과 MPTP 모델이라는 서로 다른 모델에서 비슷한 방향의 결과가 나온 점도 결과의 신뢰도를 높여줍니다.

남은 숙제(다음 단계)
물론 이 단계에서 “치료제로 바로 간다”라고 말하기는 어렵습니다. 앞으로는
•    투여 경로/용량 최적화(비침습적 투여 가능성 포함)
•    장기 투여 안전성과 효과 지속성
•    BBB 통과 및 뇌 내 약동학/약력학
•    노화 기반 모델이나 산발성에 더 가까운 모델에서의 재현성
같은 질문들에 답하는 작업이 필요합니다. 개인적으로는 Os_9aa의 표적 수용체 및 하위 신호를 더 정교하게 규명하고, 구조-활성 관계(SAR)를 통해 효능과 안정성을 개선하는 방향이 다음 단계로 자연스럽다고 생각합니다.

마무리
Os_9aa는 PD 모델에서 신경염증과 산화스트레스, 도파민 신경계 손상이라는 핵심 축을 함께 완화하는 방향의 결과를 보여주었고, 향후 최적화와 번역 연구를 통해 질환수정치료제 개발의 후보로 발전할 가능성을 제시합니다.

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