목 차 

1. 서론
2. 본론
  2.1. 첫째 날
    2.1.1. Introductory course
  2.2 둘째 날
    2.2.1. Symposium: Neuronal-glial interactions in neurodegenerative disorder
    2.2.2. Plenary lecture
    2.2.3. Poster session
    2.2.4. Symposium: Extracellular matrix regulation of glial cell function: the player, the modifier, and the results
    2.2.5. Welcome reception
  2.3. 둘째 날
    2.3.1. Plenary lecture, Klaus-Armin Nave
    2.3.2. Symposium: Glia-matrix interactions shape brain structure and function
    2.3.3. Poster session
    2.3.4. Symposium: Astrocytes control brain circuits underlying behavior
    2.3.5. Plenary Lecture, Nathalie Rouach
  2.4. 셋째 날
    2.4.1. Plenary lecture, Anna Molofsky
    2.4.2. Symposium: Clearance and propagation of protein aggregates: focus on astrocyte
    2.4.3. Plenary Lecture
  2.5. 넷째 날(마지막 날)
    2.5.1. Plenary Lecture, Bart Eggen
    2.5.2. Symposium: Disease-specific function of reactive gliosis from concepts and molecular
    2.5.3. Plenary Lecture, Maiken Nedergaard
3. 논의
4. 맺음말


1. 서론

15시간의 비행 끝에 마르세유 공항에 도착했다. 학회 참석을 위해 출국 직전까지 실험들을 진행하느라 육체적으로는 피곤했지만, 따뜻한 햇살과 시원한 바람이 오랜 비행으로 지친 몸을 위로해 주었다. 공항에서부터 많은 사람들이 포스터 케이스를 들고 있는 모습들을 보며 학회장이 가까워졌음을 실감할 수 있었다. 호텔에 도착하여 짐을 풀고, 계획해 둔 학회 스케줄을 확인하면서 기대에 부푼 마음으로 학회 첫날 일정을 준비하였다.

학회가 진행된 PALAIS DES CONGRES

2. 본론

2.1. 첫째 날

2.1.1. Introductory course

Introductory course는 학생들과, 교세포 분야를 시작하는 연구자들을 대상으로 교세포에 대한 기본적인 개론강의가 진행되는 course이다. 학회를 주최하는 committee에서 내용을 구성해서 인지, 이번 학회의 introductory course는 French Glial Cell Club에서 주도적으로 진행되었다. 구성은 교세포의 진화와 발달로 시작하여, astrocyte, oligodendrocyte, microglia, peripheral glia, neuro-glia interaction, glial cells in myelin plasticity, 그리고 computational modeling of astrocyte까지 총 10개의 강의가 하루동안 이어진다. 필자는 지난번 독일 미팅에서 참여하였고, 워낙 개론 적인 내용이라 이번에는 참석하지 않았다.

2.2. 둘째 날

2.2.1. Symposium: Neuronal-glial interactions in neurodegenerative disorder

본 symposium에서는 다양한 neuronal-glial interaction 방법들 중 2명의 연사가 tunneling nanotube를 통한 interaction에 대한 주제였다. 첫 번째 연사인 C. Zurzolo는 파킨슨 질병 마우스 모델에서 뉴런과 microglia 사이에 생성되는 tunneling nanotubule을 통해 특정 protein과 mitochondria를 상호 교환하는데, Neuron은 alpha syn aggregate를 microglia로 전달하고, microglia는 건강한 mitochondria를 전달하는 것을 확인하였다. 또 한, human iPSC로 분화한 iNeuron과 iMicroglia를 co-culture 했을 때, 마찬가지로 tunneling nano tubule을 형성하게 되는데 이 과정에서 immune response가 중요하게 작용한다는 내용을 발표하였다. 다음 연사는 Human brain organoid를 이용하여 proteomics와 single cell RNA-seq을 통해서 gene encoding the lysosomal enzyme beta-glucocerebrosidase (GCase)가 microglia에서 mitochondria function과 integrity에 아주 중요하고, microglia GCase의 결함이 생기는 경우 microglia내 energy metabolism의 dysfunction으로 인해서 다양한 neurodegenerative disease가 나타난다고 하였다.

2.2.2. Plenary lecture, Bruno Weber

첫 번째 plenary lecture의 연사는 Bruno Weber (University of Zurich, Switzerland) 교수였다. Bruno Weber는 in vivo two-photon imaging과 다양한 genetic tool로 brain vascular function과 관련 disease, 그리고 교세포들과의 communication을 오랜 기간 연구해 왔다. 이번 강연에서는 특별히 oligodendrocyte와 axonal coupling애 대한 내용을 주제로 하였다. Mouse optic nerve에서 neuronal spike 발생 시, axon에서 증가하는 extracellular potassium에 Kir4.1 channel을 통해 반응한다. Pharmacological 하게 oligodendrocyte의 Kir4.1을 inhibit 하거나 activate 하면, axon의 neuronal activity를 조절할 수 있는데, 이는 lactate level과 상관관계를 보였다. Oligodendrocyte의 Kir4.1 mutant mouse에서는 resting state의 lactate level이 떨어져 있는 것을 확인하였고, 이를 통해 axon-oligodendrocyte의 coupling을 설명하였다.

2.2.3. Poster session

첫 번째 포스터 세션에서 필자의 발표가 있었다. 여러 사람들에게 코멘트들을 듣고 싶은 마음도 있었지만, 리비전 중이다 보니 사실 이 시간에 다른 사람들의 포스터를 보기 위해 꼭 확인할 포스터들을 체크해 두었다. 그런데 포스터 위치가 포스터장 입구 바로 앞이어서 인지, 정말 많은 사람들이 포스터에 와주었고, 거의 모든 포스터 세션 시간을 내 포스터 발표에 사용하였다. 내용을 간략하게 정리하자면, 다양한 ROS는 neurodegenerative disease의 trigger로 알려져 있고, astrocyte가 direct 하게 반응하고, 어떤 역할을 하는지를 확인하고 싶었다. Cortical astrocyte를 culture 하고 H2O2를 treat 했을 때, RNA와 ATAC-seq결과를 통해 다양한 Extracellular matrix related gene, 이중 type I collagen이 post transcriptional 하게 조절되어 생성된다는 것을 확인하였고, ischemia를 통해 ROS가 생성되는 것으로 알려진 ischemic stroke mouse model에서 H2O2 형광센서를 이용하여 H2O2가 ischemia 직후 과하게 생성되는 것을 확인하였다. 이때 astrocyte가 severe 한 형태로 변화하게 되고, 이 과정에서 type I collagen이 만들어져 damage associated molecular peptide (DAMP)의 역할을 하여 이후 나타나는 neuronal death, glial barrier, motor dysfunction가 나타나게 된다. Ischemic stroke 이후에 2일간의 therapeutic window가 있고, 이때, H2O2를 decomposing 하거나 astrocytic COL1의 expression을 억제하면, 이후 나타나는 pathological 한 cascade를 막을 수 있고, 이러한 치료효과를 non-human primate ischemic stroke 모델에서도 확인하였다.

2.2.4. Symposium: Extracellular matrix regulation of glial cell function: the player, the modifier, and the results

1. Microglial vasculo-protection in the hypoxic central nervous system, R. Milner
R. Milner는 hypoxia이후 나타나는 blood-brain barrier disruption에서 microglia의 역할에 대한 연구결과를 발표하였다. Microglia는 aged mouse에서 young mouse에 비해 activate 되어있었고, 이는 CD68과 Mac-1 expression정도로 확인하였다. 그리고 aged mouse는 BBB가 손상된 형태를 보였다. 하지만 microglia의 activation을 pharmacological 하게 억제할 경우 BBB의 disruption이 줄어드는 것을 확인하였다. 그리고 molecular mechanism으로 fibrinogen에 의해 Mac 1이 interaction 하면서 microglia의 activity를 조절하는 것으로 보고하였다.

2. Fibronectin aggregates: an obstacle for remyelination in multiple sclerosis, W. Baron
Oligodendrocyte의 myelination에는 extracellular matrix가 아주 중요한 요소이고, multiple sclerosis는 myelination defeat을 특징으로 하는 질병이다. 연사는 MS mouse model에서 fibronectin이 aggregation으로 인해, remyelination에 문제가 생기고, 이러한 fibronectin의 aggregation은 fibronectin을 분해하는 효소인 MMP7이 astrocyte로부터 나와야 하는데, inflammation으로 이 enzyme의 생성이 유지되지 못한 결과라고 설명하였다.

2.2.5. Welcome reception
Welcome reception은 학회의 공식일정이 시작되는 첫째 날 저녁 연구자들이 서로 소통할 수 있는 시간과 장소를 제공한다. 모든 사람이 간단한 스낵과 음료쿠폰을 통해 한잔의 음료를 받을 수 있고, 프랑스 연주팀의 음악도 함께 즐길 수 있다. 날씨가 맑아서인지 많은 사람들이 밖으로 나와 포스터 세션과 심포지엄에서 못다 한 대화들을 이어 나갔다.

당일 발표에 대한 논의와 교류가 이어진 Welcome reception

2.3. 둘째 날

2.3.1. Plenary lecture, Klaus-Armin Nave

둘째 날의 Plenary lecture는 EMBO Keynote Lecture로 연사는 Klaus-Armin Nave (Max Planck Institute, Germany)였다. Klaus-Armin Nave는 neuron-glia communication에서 oligodendrocyte와 Schwann cell을 오랫동안 연구해 왔고, 본 강연에서는 Neurodegenerative disease에서 oligodendrocyte의 energy metabolism과 관련된 강의를 진행하였다.

Myelin의 유지와 axon function에는 포도당 대사를 통한 에너지의 공급이 매우 중요하고, 이 과정에서 포도당은 GLUT1을 통해 세포 내로 유입된 후 Pyruvate와 Lactate로 전환된다. 이 두 대사산물은 myelin형성에 필수적이고, MCT1 channel을 통해 axon에 전달된다. 노화가 진행되면 MCT1의 발현이 점차 감소하게 되고, 그 결과 axon으로의 에너지 공급이 문제가 생겨 axon기능 저하와 dark axon과 같은 퇴화된 myelin이 관찰된다. 이 대사에서 중요한 단백질 중 하나가 CNP (2’3’-Cyclic nucleotide 3’-phosphodiesterase)인데, CNP가 결핍된 마우스에서 myelin의 결함과 axonal swelling이 일어나면서 신경의 전달이 지연되고, APP의 처리에 문제가 생겨 알츠하이머병과 같은 병리학적 특성이 나타난다. 특히 알츠하이머 질병 대표 마우스인 5xFAD에서 CNP를 knock down 하게 되면 알츠하이머 질병의 가속화가 되는 것을 보고하였다. 또 oligodendrocyte promotor인 CNp-Cre와 Bace1-flozed를 교배한 마우스에서 plaque의 수가 감소하였고, excitatory neuron promotor인 Nex-Cre와 Bace1-floxed를 교배한 경우 plaque가 거의 다 사라지는 결과를 보여주며, plaque 형성의 주된 원인은 excitatory neuron이고, oligodendrocyte의 대사도 여기에 관여한다는 것을 확인하였다. 이처럼 oligodendrocyte는 단순히 myelin을 통해 신경전달 속도를 조절하는 것뿐만 아니라, 퇴행성 뇌질환에서도 중요한 병리적 역할을 한다는 점을 강조하였다.

Plenary lecture가 끝나고 이어진 질의문답 시간

2.3.2. Symposium: Glia-matrix interactions shape brain structure and function

첫 번째 연사는 Sabina Berretta (Harvard, United States) 교수의 강의였다. Berretta 교수 연구팀은 191명의 human brain data를 기반으로 뉴런과 교세포의 상호작용에서 나타나는 패턴을 세포집단 수준에서 분석하고자 하였다. 이것을 Systemwide Neuroglial Activity Program (SNAP)이라고 명명하였다. 특히, 이중 astrocyte가 시냅스를 어떻게 구조 및 대사적으로 조절하는지를 확인하였고, ECM 중에서도 oligodendrocyte progenitor cell과 관련 있는 Versican, Aggrecan, brevican과 같은 proteoglycan단백질들이 주요한 역할을 한다는 점을 강조하였다. 또 정신질환 환자의 데이터에서 WFA, aggrecan, CS6를 포함하는 ECM 단백질들이 전반적으로 감소되어 있는 현상을 관찰하였다. 결론적으로, 정신질환에서는 OPC 기반의 ECM 조절기능이 저하되어 있었고, 이것이 시냅스의 안정성을 떨어뜨려 신경회로의 이상이 발생될 수 있다는 가능성을 제시하였다.

다음은 Alexander Dityatev교수의 강의였다. Dityatev교수는 ECM이 시냅스의 가소성과 학습 및 기억에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 내용을 Microglia 관점에서 발표하였다. Microglia는 ECM을 조절하는데 중요한 세포이고, microglia를 없애게 되면 시냅스의 수가 증가하는데, 이것은 기존에 시냅스를 억제하는 기능이 상실되었기 때문이라고 설명하였다. 특히 이 과정은 IL-33에 의해서 조절되는데, microglia에 있는 IL-33R에 의한 signal로 ECM성분을 분해한다고 하였다. 다양한 ECM 중 aggrecan은 perineuronal nets (PNN)을 구성하는 핵심 요소이고, ADAMTS-5 효소는 aggrecan을 분해할 수 있는데 overexpression 시킨 경우 aggrecan이 줄어들면서 노화된 마우스에서 학습능력과 기억력이 회복되는 결과를 보여주었다.

2.3.3. Poster session

둘째 날 포스터 세션에서는 관심 있던 포스터들을 둘러보았고, 그중 몇 가지를 짧게 정리하자면 다음과 같다.

PS05-043
Astrocyte에서 GFAP과 vimentin을 double KO를 만들었다. 이 두 gene은 reactive astrocyte와 관련이 있는 것으로 proteomic를 통해 확인하였다. Double KO의 경우 neuronal connection이 현저히 줄어들었고, thalamus에서 microglia의 높은 reactivity를 보이며, APP 단백질이 증가하는 것을 확인하였다.

PO05-047
6-OHDA라는 neurotoxin을 사용하여 substantial nigra에 injection 하여 neuronal degeneration을 유도하였다. 이후, astrocyte를 optogenetics를 통해 조절하였을 때, neuronal protective 한 효과를 확인하였다. RNAseq결과에서 astrocyte 뿐 만 아니라, microglia와 oligodendrocyte의 function과 관련된 gene들이 변화하는 것을 확인하였고, 이를 통해 glial communication이 Parkinson’s disease에서 중요하다는 결론을 내렸다.

매번 사람들로 붐비는 Poster Session

2.3.4. Symposium: Astrocytes control brain circuits underlying behavior

1. The involvement of astrocyte calcium-dependent signaling in fear memory, J. F. Oliveira
본 연사는 Astrocyte의 calcium dependent signal이 fear memory에 미치는 영향에 대해 발표하였다. In vivo calcium imaging을 통해서 freezing behavior가 나타나는 시점에 astrocyte 내에 calcium signal이 증가하는 것을 확인하였고, 이 과정은 astrocytic foxo1에 의해 조절된다는 것을 확인하였다. 그리고 astrocytic foxo1을 조절하였을 때, 시냅스의 변화를 확인함으로써, fear memory가 astrocytic foxo1을 통한 calcium signal에 의해서 형성되고 유지된다는 결론을 내렸다.

2. Astrocyte networks facilitate sensory neuronal integration during tactile encoding, J. Rosa
본 연사는 tactile stimulation에 대한 astrocyte의 network response에 대해서 연구하였다. 본 연구에서는 astrocyte에 GqDREDD system을 사용하였는데, astrocyte가 activate 되었을 때 tactile stimulation에 의한 신경의 반응이 감소하였고, 이러한 변화는 brain layer specific 하게 나타난다는 것을 확인하였다. 이를 통해, astrocyte들 간의 local interaction이 중요하다는 것을 발표하였다.

3. Crym-positive striatal astrocytes in health and disease, M. Ollivier
Astrocytic cyrm expression은 striatum에 부분적으로 발현하고 있다. Striatum에서 Crym은 모든 astrocyte가 아닌 중심부 쪽의 astrocyte에만 발현한다. Crym은 GAT3 dependent 하게 tonic GABA release에 관여하는 것으로 알려져 있었고, 헌팅턴 disease를 갖고 있는 사람들에서 Crym 유전자의 발현이 떨어져 있다는 보고가 있었다. Khakh group은 이 cyrm을 astrocyte specific 하게 knock down을 했을 때, self grooming과 licking behavior와 같은 repetitive behavior에 문제가 나타났고, over expression 시킨 경우에서는 기존의 repetitive behavior가 회복되었다. 이러한 행동문제의 회복의 기전은 증가된 Tonic GABA에 의해 hyperexcitable 한 세포들이 정상으로 돌아오는 것으로 설명하였다.

4. Astrocyte in High Brain Function, I. Goshen
Astrocyte는 다양한 higher brain function에 관여를 한다. 특별히 astrocyte의 calcium signal은 reward와 관련된 circuit을 modulation 하는데, 깊이 관여하고 있다. Goshen group은 Opto-Gq를 astrocyte에 발현시켰을 때, long term potentiation이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 알츠하이머 질병 마우스 중 하나인 5xFAD마우스에서 GqDREDD를 이용한 astrocyte의 calcium을 증가시켰을 때, 기억능력과 neuronal activity가 증가하고, plaque의 수가 현저하게 줄어들었다. 이 현상은 1달 이후까지 유지되었고, 2달에서는 다시 tg 마우스의 수준으로 compensate 되었다. 하지만 정확한 기전은 확인되지 않았다.

2.3.5. Plenary Lecture, Nathalie Rouach

둘째 날의 두 번째 plenary 연사는 Nathalie Rouach (Collage de France, France)였다. Nathalie Rouch교수는 astrocyte 간의 network가 있고, 이렇게 group의 astrocyte들이 신경세포를 조절하는 역할에 대해 발표하였다. 이 기능에는 특별히 gap junction protein으로 잘 알려진 Cx43과 Cx30이 관여하는데, Cx43의 경우 neuronal activity dependent 하게 조절되고, Long term potentiation과 관련을 보였다. 이와 다르게 Cx30의 경우 maternal behavior에 역할을 하는 것으로 확인되었다. Pup sensitization이라는 자극은 출산경험이 없는 암컷 쥐를 pup과 같이 붙여두면, 암컷의 혈중 Oxytocin의 농도가 급격히 증가하고, next building과 같은 행동이 증가되었다. 하지만 Cx30 유전자 결손 마우스에서는 oxytocin의 증가나 nest building behavior의 차이를 보이지 않아, Cx30이 maternal behavior와 oxytocin signaling에 중요하다는 결과를 보여주었다. Cx30은 특별히 필자가 석, 박사 과정에서 공부했던 hearing와 관련이 매우 깊다. 특별히 Cx30은 유전성 난청을 야기하기에, maternal behavior의 결과가 hearing loss에 의해 영향을 받았을 거라는 생각으로 질문을 했는데, 연사는 청력을 측정했었고, 암컷을 청력에는 문제가 없었다는 이해하기 어려운 답을 해주었다.

Plenary lecture 이후 진행된 awards ceremony

2.4. 셋째 날

2.4.1. Plenary lecture, Anna Molofsky

셋째 날 Plenary lecture의 연사는 정신과의사이면서 기초연구를 왕성하게 하고 있는 Anna Molofsky (UCSF, United States) 교수였다. astrocyte에서 IL-33를 만들어 내고, Microglia는 IL-33R을 통해 자극을 받아 시냅스와 ECM을 포식작용을 통해 조절하게 된다. 이러한 과정을 통해 시냅스를 조절하는데, astrocyte 특이적으로 IL-33 cKO 마우스에서 시냅스의 숫자가 감소한 것을 확인하였고, 이를 통해 astrocyte의 IL33가 시냅스 형성에 중요하다는 결과를 보고하였다. 시냅스의 변화를 확인하는 마커로 hat과 PSD95가 사용되는데, Chat-PSD95FingR이라는 tool을 사용하여 Microglia가 ECM을 조절하면서 이에 따라 시냅스의 생성 및 제거에 관여한다는 결과를 발표하였다. 강연의 마지막에는 HRP-TM이라는 새로운 tool을 소개하였는데, 이는 ECM변화를 시각화 하고 정량화 하는데 사용할 수 있다고 하였다.

Plenary Lecture

2.4.2. Symposium: Clearance and propagation of protein aggregates: focus on astrocyte

1. Implication of astrocyte in Tauopahies, K. Cambon
본 연사는 astrocyte가 aggregated tau를 uptake 하고, hTau transfection을 통해 soluble Tau species가 astrocyte에 toxic 하다는 것을 확인하였다. 또한 TauproAggr을 injection 한 경우 astrocyte에서 phagosome과 관련된 mRNA들이 증가하였고, phagocytosis에 관하여는 것으로 알려져 있는 astrocyte의 megf10과 MERTK가 tau pathology상황에서 다르게 조절된다는 것을 확인하였다.

2. Phagocytic astrocytes: identifying the molecular features, L. Civiero
본 그룹은 astrocyte의 ensemble을 조절하는 기술과 optogenetic 하게 astrocyte의 calcium signal을 유도하는 두 가지 툴을 사용하여 circuit 연구를 진행하였다. 특별히 learning associated ensemble of astrocyte들이 learning과정에서 activation 되는 것을 확인하였고, 위 툴 들로 이벤트에 관여하는 astrocytic ensemble을 자극할 경우, memory recall이 되는 것을 확인하였다. Cal-light를 astrocyte에 작용한 astrolight와 astrocytic ensemble의 modulation 하는 tool은 astrocyte를 연구하는 과학자들에게는 매우 특별하고 유용한 tool이 될 것으로 보인다.

2.5. 넷째 날(마지막 날)

2.5.1. Plenary Lecture, Bart Eggen

Eggen은 human brain에서 발달시기에 나타나는 microglia의 transcriptomic changes를 연구해 왔다. 태아의 발달시기별 brain sample에서 microglia를 분리하여 single nucleus RNA seq을 진행하여 태아 발달과정에서 microglia의 transcriptomic change를 비교한 결과 발달 초기에는 immature/phagocytic process와 관련된 gene이 upregulation 되어 있었고, 시간이 지날수록 gene들의 발현이 줄어들고 surveilling (immune-sensing)과 관련된 gene들의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, multiple sclerosis (MS) 환자의 brain sample에서 microglia에서 나타나는 transcriptional change를 spatial 하게 비교한 결과 병변과 병변 주변부에서 나타나는 microglia의 확연히 구별되는 transcriptome을 보였고, 이는 병변의 크기에 비례하게 증가하는 것을 여러 환자의 brain에서 확인하였다. 특별히 GPNMB, SPP1과 같은 gene들이 병변과 병변 주변부에 구분되게 분포하는 것을 확인하였다. 지금까지의 data는 single cell level이 아니라는 한계가 있지만, 추후 진행되는 실험에서는 single cell level에서 microglia의 CNS damage와 development에서 나타나는 변화를 확인하고자 한다고 한다.

2.5.2. Symposium: Disease-specific function of reactive gliosis from concepts and molecular signatures to opportunities for intervention

1. Modulation of reactive gliosis slows down ASL progression, M. Pekny
C3는 brain에서 microglia에 의해 생성되는 것으로 알려져 있고, microglia가 pathologic 한 상황에서 produce 하는 것으로 알려져 있다. 이는 astrocyte의 c3a receptor를 통해 reactivity를 조절하는 것으로 알려져 있다. Dr. Pekny는 ALS 모델 마우스 중 하나인 Wobbler mouse에서 C3a를 treat한 경우 astrocyte의 reactivity가 줄어들면서 lifespan과 behavioral dysfunction의 onset이 delay 되는 것을 확인하였고, spinal cord에서 astrocyte의 phagocytosis marker로 알려진 megf10이 감소하여 neuronal property를 health 한 state로 유지하는 것을 확인하였다.

2. Decoding astrocyte molecular signatures for modulation of astrocyte responses in spinal cord injury, F. Perrin
Spinal cord injury는 fibrotic scar와 glial barrier를 만들어 permanent 한 손상을 야기하는 damage 중 하나이다. Spinal cord semi transection과 whole transection모델에서 astrocyte의 transcriptome을 분석한 결과, 일부 세포에서 astrocyte marker인 GFAP과 neuronal marker인 Tubullin beta 3가 double positive 하게 나타나는 세포들을 확인하였고, 이 세포들은 fgfr4를 발현하는 GABAergic neuron으로 추정하였다. 이를 통해, spinal cord damage 이후 astrocyte의 transdifferentiation의 가능성을 주장하였다. 이후, fgfr4를 astrocyte에서 overexpression 시키고 spinal cord injury를 유도한 경우 fibrotic scar가 작아지고, demyelination이 감소하고, functional recovery도 촉진되었는데, 이러한 현상은 female에서만 확인되었다. Human transcriptome data에서 여성에서 남성보다 GFAP gene expression이 upregulation 되어있는 것을 근거로, 남성과 여성 astrocyte의 dimorphism에 의한 결과로 보인다고 하였다.

3. Tergeting complement C3aR to modulate reactive gliosis and improve long-term outcome after stroke, M. Pekna
Brain의 cortical region에 ischemic stroke이 생기는 경우 시간이 지나면 다른 brain region이도 이차적인 손상이 일어난다. 이를 diaschisis라고 하는데, ischemia 14일이 지나면 thalamus에서 이차적인 손상이 시작된다. Pekny 교수는 human plasma에서 purify 한 C3a를 treat 하여 이차적인 손상에 대한 치료효과를 보고자 하였다. Cortical stroke 28일 후에 thalamus에서 reactive astrocyte의 마커인 GFAP, microglia가 분비하는 것으로 알려진 toxic 한 cytokine인 C1q, 그리고 reactive microglia가 증가되는 것을 면역염색을 통해 확인하였고, inflammatory related gene들이 upregulation 되는 것을 확인하였다. C3a에 반응하는 C3a receptor는 thalamus의 microglia와 neuron에 존재하는데, C3a treatment이후 glial cell들의 reactivity가 줄어들고, synaptophysin이 증가하여 neuronal loss를 줄이는 효과를 확인하였다. 또한, diaschisis로 인해 발생하는 APP protein의 aggregation도 줄어드는 것을 확인하였다.

4. Diverse regulation of astrocyte reactivity across disorders and in wound repair, M. V. Sofroniew
Dr. Sofroniew는 다양한 CNS damage이후 astrocyte에서 나타나는 transcriptional changes에 대한 연구를 발표했다. LPS를 사용한 inflammation의 경우나 Stroke의 경우 astrocyte는 glial barrier를 형성하는데, 이때 K homeostasis와 관련된 유전자들의 발현이 현격히 감소하는 것을 확인하였다. 이 barrier를 형성하는 astrocyte는 neuronal region과 none neuronal region을 분리하게 되고, 이 glial barrier를 형성하는 astrocyte와 brain의 perimenengeal에서와 비슷한 유전자 발현을 보이는 것을 확인하였다.

2.5.3. Plenary Lecture, Maiken Nedergaard

마지막 plenary lecturer는 sleep에서 교세포의 역할을 연구하는 Maiken Nedergaard였다. 인간에서 astrocyte의 morphology는 설치류에서 보다 볼륨이 크고, brain나 leaflet의 넓고 매우 복잡한 구조로 되어있다. 특별히 water channel인 Aquaporin4 (AQP4)를 많이 갖고 있어, 이를 통해 세포의 volume을 조절할 수 있다. 면역염색을 위한 조직학적 분석의 경우 PFA로 조직을 고정하게 되는데, 이 과정에서 hypoosmotic 한 상태가 되면서 perivascular area를 잃게 되어 정확한 volume을 측정하는데 한계가 생긴다. 잠을 자는 동안 뇌는 뇌척수액(CSF)을 통해 clearance과정이 이루어진다. 잠을 제대로 이루지 못하게 되는 경우, 뇌조직 내 clearance의 문제가 생기고, 이는 인지기능의 저하로 이어질 수 있다. Nedergaard 연구팀은 마우스 skull에 EEG와 imaging tool을 동시에 implant 하여, 잠자는 동안 일어나는 lymphatic flow의 변화와 혈관의 변화를 모니터링하였다. 그 결과, None REM sleep의 경우 vasomotion의 속도가 감소하고, 이때 norepinephrine과 locus coeruleus의 level이 증가하는 것을 확인하였다. Optogenetics를 이용하여 locus coeruleus를 자극할 경우, vascular constriction을 유도하였고, norepinephrine의 antagonist를 treat 할 경우 CSF flow가 증가하는 것으로 확인하였다. 또한 수면제인 zolpidem을 treat 할 경우 norepinephrine의 oscillation이 감소하는 것을 확인하였고, 이 현상에서 astrocyte의 calcium signal이 중요하다는 것을 확인하였다.

3. 논의

이번 학회에서 개인적인 관심사는 ECM에서 교세포들의 역할과 교세포에서 사용되는 Gi Gq DREDD의 역할이었다. ECM의 중요성은 perineural net과 함께 많은 연구자들이 관심 있어 하는 분야이다. 이번 학회에서도 ECM에서 교세포의 역할을 주제로 한 심포지엄이 2개나 포함되었다. 하지만 하나의 세션은 tunnelling nano tube에 국한되어 있었고, 또 하나의 세션은 ECM과 관련된 몇몇 protein의 변화를 확인한 후에 ECM이라는 용어로 포장되는 듯한 느낌이 있었다. 무엇보다 연구가 어려운 것은 ECM visualize 하고, purify 할 수 있는 tool의 부재가 아닐까 싶다. Plenary lecture에서도 교세포들과 ECM과의 상호작용 및 시냅스 형성에서의 역할에 대한 결과들이 보고되었다. 또 한 가지 관심사는 교세포의 chemo genetics였다. Gi Gq DREDD의 경우, neural circuit을 연구하는 과학자들에게는 Optogenetics와 함께 너무나 쉽고 용이하게 사용할 수 있는 Tool이 되었다. 하지만, 교세포, 특별히 astrocyte의 경우 단순한 세포 내 calcium조절 외에도 다양한 signal들이 켜지는 것 같은데, 메커니즘에 대한 연구는 부재한 상황이다. 이번 학회에서도 대부분의 포스터들은 긍정적인 효과를 얻은 부분에 집중하였고, 다른 많은 연구자들은 메커니즘이 불분명한 툴의 사용에 대한 경각심을 보이는 것 같았다. 그럼에도 불구하고, 알츠하이머와 파킨슨 질병에서는 cognition function을 드라마틱하게 회복한다는 결과발표가 있었던 만큼, astrocyte에서 Gq의 기전을 알게 된다면, 새로운 therapeutic target을 찾을 수 있겠다는 생각을 해본다.

학회 마지막날 로비의 모습

4. 맺음말

가을바람이 부는 봄날 같은 날씨 속에서 치러진 마르세유에서의 GLIA2025 학회는 교세포를 연구하는 연구자들로 매우 뜨거웠다. 세계 각지에서 모인 많은 교세포 연구자들이 자신의 연구결과를 발표하고, 심도 있는 논의를 진행하는 모습들을 보면 언제나 연구에 대한 열기를 느끼며 동기부여가 최대에 도달한다. 학회 마르세유에 큰 산불이 있어 공항과 기차가 끊어진 상태에서도 어렵사리 학회에 와서 열띤 논의를 하는 모습들을 보면서, 동료 연구자들의 열정을 느낄 수 있었다. 내후년 GLIA2027은 이탈리아 볼로냐에서 진행된다. 돌아오는 비행기에서 2년 뒤 새로운 주제로 발표할 나를 상상하며 글을 맺는다.