A normal functional adaptation that takes place as people age is matrix remodeling. Extracellular matrix (ECM) remodeling linked to aging in the brain has, however, received little attention. The function of brain fibroblasts in ECM remodeling in the brain has been addressed in recent studies. Particularly, type I collagen (COL1) expression declines with aging in the leptomeningeal layer of the brain while type IV collagen (COL4) expression is generally steady. This work sought to understand how glucose intake results in the buildup of advanced glycation end-products (AGEs) on the aged brain surface, which causes remodeling of the meningeal matrix made mostly of COL1. According to the study, the aging brain surface accumulates AGEs as a result of repeated sugar intake, which causes the meningeal matrix to change. The decrease in collagen production and rise in collagen breakdown in meningeal fibroblast cells as a result of glycation is what causes this remodeling. Meningeal fibroblast cells subsequently suffer decreased COL1 production and alterations in matrix binding proteins as a result of adapting to the dense collagen membrane. In response to decreased COL1 synthesis, it was shown that DDR2, a receptor tyrosine kinase (RTK), is activated during contacts between meningeal fibroblast cells and the ECM rather than via integrins as is typically thought to happen. It is essential to comprehend how meningeal fibroblast cells contribute to pathogenic alterations in the pial membrane by altering the meningeal matrix. Thus, the study provides insight into the molecular dynamic changes that occur across the surface of the brain, especially in fibroblast cells that have evolved to survive in a glycation-induced environment. These discoveries deepen our comprehension of the intricate interaction between meningeal fibroblast cells, matrix remodeling, and aging. Furthermore, results have larger implications for present and future investigations as well as the design of therapeutic approaches focusing on fibroblast cells and the meningeal matrix to address age-related alterations in the brain.
노화로 인한 뇌 배수(brain drainage) 기능의 저하로 인한 뇌질환 유발과 뇌질환 치료 방해에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이며 뇌의 바깥 부분에 존재하는 세포 외 기질에서의 물질 교환 경로에 대한 연구를 진행하였다. 그 중 뇌 피질을 직접적으로 감싸고 있는 뇌막은 주로 섬유질 구조의 1형 콜라젠으로 구성되어 있으며 기능적으로 뇌를 감싸 보호하고 있기에 당 섭취로 인한 체내 당 축적이 이 콜라젠 막에 어떠한 영향을 주어 변화를 시키는지에 초점을 맞추었다. 그 결과, 노화로 인해 체내 당 분자가 쌓이게 되면서 뇌막에 최종당화산물이 축적됨을 확인하였고 뇌막을 구성하는 1형 콜라젠 성분의 감소와 뇌척수액 속 물질의 투과율이 달라지는 것을 관찰하였다. 본 연구팀은 생체 외 콜라젠 막 모델을 이용해 당화과정에 의한 뇌막 섬유아세포의 세포-기질 상호작용에 관여하는 신호과정의 변화 및 콜라젠 막 자체 성질의 변화를 규명하였다. 당화과정을 거친 콜라젠 막은 더 단단해지고 끈적해져 막 위로 흐르는 물질의 흡착 정도를 증가시키고 투과 정도를 감소하는 양상을 보이게 된다. 이를 통해 과도한 당 섭취 및 축적으로 인한 뇌막의 노후 과정이 처음으로 밝혀짐에 의의를 가지며, 뇌막을 통한 물질 교환에 대한 새로운 패러다임을 확인함으로써 앞으로의 뇌 연구에 기여할 수 있기를 기대한다.
