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수상돌기 나노튜브를 통한 뇌신경세포 간 비시냅스 네트워크 규명 [Science]
- 2025년 11월 21일 (금) 오전 10시
- 장민혁(Johns Hopkins University)
- 발표 45분 / 토론, 질의응답 15분 / 영어 발표
- PDF (1165 KB)
개요
세포 간 물질 교환을 매개하는 세포간 나노튜브 네트워크가 뉴런 사이에도 존재하는지는 아직 충분히 규명되지 않았습니다. 본 연구에서는 쥐 대뇌피질에서 수상돌기 필로포디아가 인접한 수상돌기와 직접 연결되어 수상돌기 간 나노튜브(dendritic nanotube; DNT)를 형성하는 것을 확인하였습니다. 분리 배양된 뉴런에서의 초고해상도 현미경 분석을 통해 DNT가 액틴이 풍부한 역동적 구조이며 장거리 칼슘 전달을 가능하게 함을 밝혔으며, 영상 분석 및 기계학습 기반 분석을 통해 생체 내 DNT가 시냅스 가시돌기와 해부학적으로 명확히 구별됨을 검증하였습니다. 또한, DNT는 베타-아밀로이드를 비롯한 작은 분자들의 수송 통로로 기능했습니다. 알츠하이머 질환 모델 쥐의 전전두피질에서 아밀로이드 플라크 형성 이전에 DNT 밀도가 증가함을 관찰하였는데, 이는 수상돌기-DNT 네트워크가 알츠하이머병 병리에 기여할 가능성을 제시합니다. 나아가, 컴퓨터 모델링을 통해 DNT를 매개로 한 베타-아밀로이드의 전파가 특정 뉴런 내 축적을 가속화하는 것을 예측, 재현했습니다. 이는 기존의 시냅스 기반 소통 이외에, 뇌 내에 나노튜브를 통한 새로운 세포 연결망이 존재함을 시사합니다.
#Dendritic nanotubes
#Brain network dynamics
#Cellular Neurobiology
관련논문
Science, Oct 02 2025, 390 (6768) | https://doi.org/10.1126/science.adr7403
Intercellular communication in the brain through a dendritic nanotubular network
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