<p>사람의 뇌는 100억 개가 넘는 신경세포로 복잡한 회로망을 형성하고 있고, 뇌의 각 부위를 구성하고 있는 신경세포의 종류도 glia, astrocyte와 함께 다양한 pattern을 이루고 그 기능도 다양하다. 화학적으로도 부위 특이성을 갖고 있기 때문에 신경핵을 꺼내어 연구하는 micropatch나 한 개의 신경세포체를 꺼내는 ultra micropatch법 등의 특별한 연구방법이 있다. 신경세포의 연구 특색은 화학적 분석에 초고감도가 요구되어 진다. 세포핵의 micropatch법을 위해 얻어진 뇌의 조직량은 microgram 정도지만 화학분석에는 femtomole (\( 10^{-15} \)) 에서 attomole (\( 10^{-18} \)) 의 관찰이 요구된다. 한 개의 신경세포의 생화학적 분석에는 attomole의 고감도가 필수이고 이외에도 고속액체, gas chromatography와 형광현미경적 관찰, 전기생화학적 검출법, radio-immunoassay나 enzyme-immunoassay 등의 면역화학적 검출방법이 있다. 이런 방법을 통해서 일반적인 뇌의 형태적 변화를 관찰 할 수 있지만, 뇌세포의 중요한 기능을 담당하는 세포간의 물질변화의 속도나 G-protein coupled 수용체의 기능, 특히 신경세포 전달물질인 acethylcholin이나 neuropeptide처럼 급속히 분해되는 물질에서는 millisecond 이내의 분석이 필요하다. 이러한 이유로 전자현미경이나 공초점형광현미경을 이용한 일반적인 life science의 연구방법을 통하여 분석하지만, 특이적인 신경세포의 기능을 이해하기 위해서는 신경세포간의 커뮤니케이션을 담당하는 amine, amino acid, neuropeptide 등의 신경전달물질의 방출을 특이적으로 저해 할 수 있는 저분자 물질을 이용한 접근은 신경세포의 기능연구에 효율적 수단이 될 수 있다. 최근 rat의 hippocampus에서 흥분성 시냅스 전달을 촉진하는 diterpenoid alkaloid계의 songorine 물질이 발견되어, 이 물질이 농도 특이적으로 rat 뇌의 시냅스막에 \( \left[{ }^{3} \mathrm{H}\right] \) muscimol의 특이적 결합을 억제하여 GABA(A) 수용체의 신규 non-competitive antagonist로 동정 되었다. 신경세포에서는 각각의 세포가 다수의 시냅스를 형성하고, 복잡한 회로를 형성하여 세포 간 커뮤니케이션이 일어나고 있다. Fig. 1의 모식도에서 보여주는 것처럼, 신경세포의 synaptic terminal에서는 외부의 자극에 의해 축색에 전달된 활동전위가 presynatic terminal 부위에 도달하면 전위의존성의 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 농도의 상승에 의해 신경전달물질이 방출된다. 이런 신경전달물질의 방출과정에는 synaptosomal-associated proteins of \(25 \mathrm{kDa}\) (SNAP-25), 시냅스 전막에 있는 syntaxin 과 소포막에 있는 vesicle-associated membrane protein (VAMP) 등이 함께 결합하여 형성된 복합체를 통하여 관여하고 있는 것으로 보고되어 있다. 실제로 신경세포에서 일어나는 외부로부터의 자극에 의해 신경전달물질을 방출하는 조절성분비(regulated secretion)는 분비과립 또는 소포체의 한계막과 분비세포막 방출부위내면 등이 접착하여, 양 막이 fusion한 결과, fusion 부위에 pore를 형성, 이 pore를 통하여 과립 또는 소포의 내용물만이 세포외로 방출되어진다. 시냅스부위에서 신경전달물질의 방출은 각각의 특이적인 수용체에 의하여 수용됨으로써 자극을 전달하는 신경계의 가소성에 필수적인 과정으로 알려져 있다. 실제로 뇌의 기능으로서 기억, 학습, 인지 등에 있어서는 세포 수준의 모델이 되고 있는 장기증강 현상(long term potentiation, LTP)의 성립시에는 신경전달 물질의 방출량이 증가하고 있다는 사실과 pre-synaptic terminal에서 신경전달물질의 방출에 관계하는 시냅신이라는 단백질 등이 LTP의 성립에 관여하고 있는 사실이 보고되었다. 신경세포 간 정보교환이 이루어지고 있는 신경전달물질의 방출과정은 극히 복잡하여, 이 방면의 독창적인 연구를 수행하기 위해서는 신규작용을 갖는 특이적인 저분자 probe의 탐색은 필수적이다. 그래서 PC12 세포에서 신경전달물질의 방출에 대한 효과를 조사한 결과 PC12 세포에 incorporation된 노르에피네피린( \( \left[{ }^{3} \mathrm{H}\right]-\mathrm{NE} \)) 의 고농도 \( \mathrm{K}^{+} \)자극에 의한 exocytosis를 특이적으로 저해하는 물질 FS11052를 방선균 대사산물로부터 얻었고, 이 저분자물질, FS11052가 신경전달물질 방출에 대한 저해작용과 신경돌기 신장에 미치는 영향을 해석하였다.</p>
뇌의 조직량을 화학분석에소 관찰한 값은 무었인가?
femtomole (\( 10^{-15} \)) 에서 attomole (\( 10^{-18} \))