FS11052는 신경전달물질을 효과적으로 저해하는데 FS11052 물질의 작용에 관해서는 synaptosome을 구성하는 단백질에 직접 또는 간접적으로 작용하고 신경전달물질의 방출을 제어하며 growth cone의 전향, 보수와 신경세포의 가소성을 조절하는 물질로 사료된다. FS11052는 PC12세포, rat primary hippocampal neuron 등에서 신경전달물질의 분비를 억제하는 것이 확인되었고, monensin, vesicular-ATPase 저해제, con-canamycin A 등의 약제와 같은 작용기작을 나타냈다. 또한 glucuronidase의 방출에 대한 영향과 증식 및 형태변화에 미치는 효과를 조사하여 독성여부를 검토하였다. 최근 \( \mathrm{H}^{+} \)-ATPase의 성질이 밝혀져 전달물질수송의 에너지 증여에 관해서도 알게되었으며, 액포형의 ATPase는 크로마핀 과립과 효모의 액포에서 발견된 이래 많은 세포내막계 organelle에 발현되고 있는 것이 밝혀졌다.
<h1>고 찰</h1><p>미생물의 대사산물로부터 얻은 FS11052는 PC12세포와 rat primary hippocampal neuron에서 조절성분비에 의해서 방출되는 신경전달물질을 효과적으로 저해하는 결과를 얻었다. Ionopore인 monensin, vesicular-ATPase 저해제, con-canamycin A 등의 약제는 세포내 organelle의 활성을 저해함으로 분비를 억제하고 있는 사실로부터, FS11052의 경우에도 같은 작용기작을 나타내고 있는가를 세포내 산성 organ-elle의 acridine orange 염색법에 의해 조사했다. 또한 이 물질이 보이는 신경전달물질의 저해가 신경계 세포의 특이적인 저해 인지를 조사하기 위하여, 별도의 조절성분비를 하고 있는 몰모트의 neurophil에서 glucuronidase의 방출에 대한 영향을 조사했다. 또 본 물질이 신경계 세포에 대한 독성여부를 검토하기 위하여, 증식 및 형태변화에 미치는 영향을 관찰하였다. 시냅스에는 \( \mathrm{H}^{+} \)-ATPase가 존재하고 있어서, 신경전달물질의 시냅스소포에의 농축과정에는 소포내의 or-ganelle의 산성화가 관여하고 있는 것은 잘 알려진 사실이다. 최근 이 \( \mathrm{H}^{+} \)-ATPase의 성질이 밝혀져 전달물질수송의 에너지 증여에 관해서도 알게 되었다. 액포형의 ATPase는 크로마핀 과립과 효모의 액포에서 발견된 이래 많은 세포내막계 organelle에 발현되고 있는 것이 밝혀졌다. 한편 글루탐산, ATP, 도파민과 노르에피네피린 등의 monoamine류의 수송계가 동정되었다. 이들의 수송활성은 온도의존성이며, 기질농도를 높이면 incorporation은 증가하지 않는다. 또한 기질을 수십 배에 농축할 수 있는 것으로 수송단백질에 의한 능동수송이라고 사료 된다. 수송활성은 ATP의존성이며, pro-ton conductor에 감수성을 나타낸다. 즉 신경전달물질은 소포내의 \( \mathrm{H}^{+} \)와의 antiport에 의해 내부에 incorporation 되어진다. 최근의 Hrs-2가 ATPase로서 SNAP-25에 결합, \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 농도와 ATP의 분해에 의존하여 소포수송을 조절하고 있다고 보고되었다. 한편 바피로마이신 등의 V-ATPase 저해제가 세포내 단백질의 막수송을 저해하고 있는 것이 알려졌다. Henomatsu등은 바피로마이신 A1이 프로락틴 분비를 저해하는 것과, 저해부위가 trans-golgi로부터 분비과 립이 형성되어 분비의 후기과정에 있다는 것을 보고하였다. 이것은 FS11052가 바피로마이신과 같이 V-ATPase 저해 작용을 갖고, 동일하게 V-ATPase 저해작용을 같는 concanamycin A 가 G 단백질의 세포내 수송을 골지 이전에 정지시킨다는 가능성을 시사하고 있다. 본 실험계에서 FS11052 물질이 V-ATPase의 저해에 의해 신경전달물질의 소포에 농축되는 것을 억제한 결과, 방출량을 감소시켜서 exocytosis를 저해한다고 볼 수 있는 가능성은 매우 낮다. Acridine orange에 의한 염색결과와 같이, FS11052 물질은 V-ATPase 저해 활성은 갖고 있지 않으므로 FS11052의 신경전달물질 방출 저해 작용은 별도의 메카니즘을 통한 것으로 사료되어 진다. 산경전달물질의 방출에 관여하고 있는 신경계 특이 단백질 synaptophysin, syntaxin과 synapsin 등이 exocytosis를 조절하고 있다고 보고되었다. 이 시냅스 기능에는 엉양인자인 brain-derived neurotrophic factor BDNF의 역할이 시냅스를 구성하는 단백질에 중요하며, 각 각의 시냅스 구성단백질의 구체적인 기능에 관련하여, synapsin은 vesicle pool formation과 신경전달물질의 방출, synaptophysin은 synaptic vesicles의 생성과 budding, 그리고 syntaxin은 vesicle docking과 fusion에 중요한 역할을 한다 는 보고도 있다. 또한 protein kinase C activator인 PMA 를 처리함으로써 신경전달물질의 방출이 촉진된다는 보고도 있다. 이것은 PKC에 의한 인산화부위를 갖고 있는 synapsin이 활성화되어, 시냅스소포와 actin의 cross-linking을 조절함에 의해 신경전달물질의 방출을 조절하고 있다고 생각되어 진다. 반면, 신경세포체와 axon에서 PMA에 의한 PKC의 활성을 증가시켜도 신경전달물질의 조절에는 변화가 없으며, 상대적으로 PKA의 활성감소가 신경전달물질의 방출량을 적게하여 시냅스의 기능을 저하시키는 결과를 보였다. 이 결과로부터, 시냅스의 활성화에는 PKA의 기능이 신경전달물질의 방출과 유지에 중요하다고 보는 견해도 보고되었다. PC12세포에서 Phorbol PMA가 plasma membrane 주위의 분비과립의 재분포를 유도하였으며, 이 재분포 는 PKC저해제인 bisindolylmaleimide I (BIS)를 처리함으로 볼 수 없었다. 또 PMA의 비활성 analogue인 4 alpha-PMA는 분비과립의 재분포를 유도하지 아니하였다. PMA는 또한 신경전달물질의 방출에 필요한 탈분극을 강화했고 SNAP-25의 Ser187에 인산화를 유도했다. 이 결과로부터 PMA는 PC12세포에서 PKC 의존성과 비의존성 기구에 의하여 SNAP-25의 인산화와 분비과립들을 plasma membrane 주위의 재분포를 유도하여 신경전달물질의 방출을 증강하였다 . 한편 synapsin과 SNAP-25 등이 신경세포의 돌기신장에도 관여하고 있다고 보고 되었다. SNAP-25 등이 시냅스 전막뿐만 아니라 축색막상에도 전반적으로 다량 존재하는 것으로부터 별도의 기능을 갖고 있다고 예상되어진다. 또한, In vivo 및 in vitro의 antisense 법을 통하여 해석한 결과 신경돌기의 신장에도 중요한 역할을 하고있음이 증명되었다. 이들 보고로부터 CAM kinase II, PKC에 의한 인산화부위를 갖고 있는 신경계특이단백질, synapsin 등이 시냅스 소포와 actin cytoskeleton의 cross-linking을 조절함으로써 신경전달물질의 방출을 조절하고 있으며, 또한 시냅스소포가 시냅스 전막과 융합하는 프로세스가 신경돌기의 신장 과정에도 관여하고 있을 가능성을 시사하고 있어 흥미롭다. 그래서 FS11052 물질이 신경계 세포의 증식 및 형태에 미치는 작용을 검토했다. 먼저 세포독성과 세포증식에 관해서는 astroglia 유래의 세포종양인 C6 세포와 마우스의 신경아세포종양인 Neuro 2A를 \( 0.4 \% \) trypan blue cell vitality assay와 면밀한 현미경적 관찰의 결과, 이 세포들의 세포사를 유도하지는 않았다. PC12세포에서의 영향을 검토하기 위하여 MTT assay로 조사한 결과, 이 FS11052물질이 PC12세포들의 형태 및 증식에 관해서도 처리농도에서는 심각한 영향을 미치지 않았다. 그러나 FS11052는 고농도 \( \mathrm{K}^{+} \)이온에 의한 탈분극자극에 의해 방출되는 신경전달물질로서 노르에피네피린과 ATP, neurophil의 FMLP와 cytochalasin B의 자극에 의한 탈과립이 방출되는 exocytosis를 저해했다. 이 결과로부터 신경전달물질과 glucuronidase의 exocytosis에 대해 현저한 저해를 보이는 이 물질의 작용 target이 neutrophil와 신경세포에서 유사한 기구로 해석되어, 비만세포에서 보이는 histamine의 exocytosis의 결과와 이에 대한 FS11052의 영향에 대한 구체적인 연구가 펼요하다. FS11052 물질을 처리하여 신경세포의 돌기신장 형태를 관찰한 결과, 분화를 유도하는 적정농도인 \( 50 \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \)의 NGF 존재하에서의 PC12 세포의 돌기 신장에 대하여서는 억제작용을 나타냈다. 또 rat의 대뇌 해마세포에 대하여 특징적인 형태의 돌기를 내고 있어, FS11052 물질의 첨가에 의해 통상의 긴 축색돌기는 억제되고 얇은 침상의 돌기가 세포체로부터 돌출되어 있었으며, growth cone 를 갖고 있지 않은 뉴우런이 많이 관찰되었다. 시냅스전달에 관여하는 신경계 특이단백질 중 syntaxin의 경우에 있어서도 이의 antisense RNA를 처리한 결과로부터 신경돌기신장의 과정에 대해서, 또 신경섬유의 발아 및 신경섬유의 성장에도 작용하고 있음이 밝혀졌다. 이런 결과의 해석에 관헤서는 여러 가설이 있으나, vesicle fusion에 의한 막계에 관여하고 있는 여러 인자의 보충이 돌기신장에 필수적일 것이라고 사료된다. 또한, 이 시냅스의 기능과 신경물질의 조절성 분비과정 에는 epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and NGF 등의 영양인자가 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol 3-kinase와 phosphatidylinositol 3-kinase의 활성화를 통하여 기능하고 있다는 분자 생화학적인 연구보고도 되어 있다.</p><p>따라서 FS11052 물질의 작용에 관해서는, Fig. 7에서 보여 주는 것처럼 여러 자극에 의하여 탈분극된 synaptic membrane이 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 이온을 유입 후 활성화되어 신경전달물질의 방출에 중요한 역할을 하고 있는 synaptotagmin, syntaxin, synapsin, SNAP25 등의 synaptosome을 구성하는 단백질에 직접 혹은 이와 밀접한 관련을 갖고 있는 인자와 간접적으로 작용, 또는 이 과정에 관여하고 있는 kinase나 phosphatase에 작용하여 신경전달물질의 방출을 제어하며, growth cone의 전향, 보수와 신경세포의 가소성을 조절하는 물질로 사료 되어 이후의 생리적인 연구를 통한 작용기구에 대한 해석이 기대된다.</p>