정신분열증 위험 요인의 in vivo 단백질-단백질 상호작용 매핑을 통한 연결된 질병 네트워크 생성

Core Concepts

정신분열증 위험 요인들의 단백질-단백질 상호작용 네트워크 분석을 통해 정신분열증 병리 기전의 복잡한 유전적 배경을 이해할 수 있다.

Abstract

이 연구는 정신분열증 위험 요인으로 알려진 8개의 단백질에 대한 in vivo 단백질-단백질 상호작용 네트워크를 구축했다. 주요 결과는 다음과 같다:

1. 총 1,612개의 고신뢰 단백질-단백질 상호작용을 확인했으며, 이 중 92%는 이전에 보고되지 않은 새로운 상호작용이었다. 이는 뇌 조직에서의 질량분석 기반 단백질 상호작용 연구가 부족했음을 보여준다.

2. 이 네트워크는 기존에 정신분열증 위험 요인으로 알려진 단백질들을 풍부하게 포함하고 있어, 정신분열증 병리에 관련된 단백질 상호작용 네트워크의 중요성을 뒷받침한다.

3. 네트워크 내 단백질들은 시냅스 기능, 신경전달물질 조절, 세포 내 수송 등 정신분열증과 관련된 생물학적 과정에 풍부하게 관여하는 것으로 나타났다.

4. 정신분열증 모델 약물인 PCP 처리에 의해 대부분의 단백질 상호작용이 약화되었지만, 일부 상호작용은 강화되거나 새롭게 생성되는 것이 관찰되었다. 이는 질병 상태에서의 단백질 상호작용 네트워크 변화를 보여준다.

이 연구는 정신분열증의 복잡한 유전적 배경을 단백질 상호작용 네트워크 관점에서 이해하는 데 기여했으며, 향후 치료 타깃 발굴에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Stats

정신분열증 위험 요인 단백질들은 서로 유의하게 더 많이 상호작용한다.
PCP 처리에 의해 대부분의 단백질 상호작용이 약 60% 감소했다.
Grin2b, Gsk3b, Map2k1 단백질의 상호작용은 PCP에 의해 오히려 증가했다.

Quotes

"이 연구는 정신분열증의 복잡한 유전적 배경을 단백질 상호작용 네트워크 관점에서 이해하는 데 기여했으며, 향후 치료 타깃 발굴에 활용될 수 있을 것으로 기대된다."

Key Insights Distilled From

In vivo mapping of protein-protein interactions of schizophrenia risk factors generates an interconnected disease network

by Yates,J. R.,... at www.biorxiv.org 12-13-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.12.571320v1

Deeper Inquiries

정신분열증 위험 요인 단백질들의 상호작용 네트워크가 어떻게 질병 발병에 기여하는지 구체적으로 규명할 수 있는 실험적 접근법은 무엇일까

정신분열증 위험 요인인 단백질들의 상호작용 네트워크를 규명하는 실험적 접근법으로는 인체 내에서의 단백질-단백질 상호작용을 분석하는 것이 중요합니다. 이를 위해 endogenous antibody immunoprecipitations coupled to mass spectrometry (MS) 분석과 같은 방법을 사용하여 실제 뇌 조직에서 SCZ 위험 요인들 간의 상호작용을 조사할 수 있습니다. 이를 통해 SCZ PPI 네트워크를 구축하고, 이 네트워크가 어떻게 상호작용하는지, 어떤 기능을 수행하는지, 그리고 어떻게 질병 발병에 기여하는지를 상세히 파악할 수 있습니다. 이러한 실험적 접근법은 SCZ의 복잡한 병리기전을 이해하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

PCP 처리에 의해 일부 단백질 상호작용이 증가한 이유는 무엇일까

PCP 처리에 의해 일부 단백질 상호작용이 증가한 이유는 PCP의 작용 메커니즘과 관련이 있습니다. PCP는 NMDA 수용체의 비경쟁적 억제제로 작용하여 신경전달물질인 글루타메이트의 작용을 방해합니다. 이로 인해 뇌 내에서 다양한 단백질들의 상호작용이 변화할 수 있습니다. PCP는 또한 신경전달물질의 수용체와 상호작용하여 신경전달을 조절하고, 이로 인해 정신분열증과 유사한 증상을 유발할 수 있습니다. 따라서 PCP 처리에 의해 일부 단백질 상호작용이 증가하는 것은 이러한 작용 메커니즘에 기인한 것으로 해석될 수 있습니다. 이러한 결과는 정신분열증의 병리기전을 이해하는 데 중요한 시사점을 제공할 수 있습니다.

이는 정신분열증 병리에 어떤 시사점을 줄 수 있을까

다른 신경정신과 질환에서도 단백질 상호작용 네트워크 변화가 관찰될 수 있습니다. 예를 들어, 우울증이나 조울증과 같은 질환에서도 특정 단백질들 간의 상호작용이 변화하고 이로 인해 질병 발병에 기여할 수 있습니다. 이러한 질환들도 뇌 내에서의 단백질 상호작용을 통해 발생하며, 이러한 네트워크의 변화를 분석함으로써 질환 간의 공통된 병리기전을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 따라서 정신분열증 이외의 다른 신경정신과 질환에서도 유사한 단백질 상호작용 네트워크 변화가 관찰될 수 있으며, 이를 통해 다양한 신경정신과 질환의 공통된 기전을 파악할 수 있습니다.