불안장애 조절하는 뇌 작동원리 밝혀냈다

DGIST 고재원·엄지원 교수팀
불안장애 조절 생물학적 지표 발견
뇌정신질환 치료제 개발에 도움

실험쥐. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 불안행동을 조절하는 뇌 속 신경전달 물질의 작동 원리를 밝혀냈다. 이 발견으로 불안장애나 우울증 등 뇌정신질환 치료제를 개발하는데 도움이 될 수 있을 것이라고 연구진은 설명했다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 뇌·인지과학전공 고재원·엄지원 교수팀이 뇌 신경회로에서 불안장애를 교정할 수 있는 새로운 생물학적 지표를 발견했다고 21일 밝혔다.

억제성 시냅스는 다른 신경세포로부터 흥분 전달을 억제하는 작용을 가진 것으로, 연구진은 실험쥐를 통해 억제성 시냅스를 연결하는 단백질 'Npas4'과 'IQSEC3'를 관찰했다.

우선 실험쥐를 감각, 인지, 운동, 사회적 자극을 증가시킬 수 있는 강화환경에서 사육했다.

이 실험쥐는 해마 CA1 영역에 생겨나는 소마토스태틴 억제성 신경세포에서 단백질 'IQSEC3'이 많이 생겨났다. 또한 단백질 'Npas4'을 없앤 실험쥐에서는 이런 현상이 관찰되지 않았다. 단백질 'Npas4'을 소마토스태틴 억제성 신경세포에서 선택적으로 삭제시키면 해당 세포 내 억제성 신경전달이 감소했다. 반면 단백질 'IQSEC3'이 나오게 하면 감소한 억제성 신경전달이 회복됐다.

실험쥐를 이용한 연구결과, 연구진은 단백질 'IQSEC3'이 특정 억제성 신경회로가 작동하는 것을 조절해 흥분성-억제성 균형과 불안행동을 조절하는 핵심 물질임을 증명했다.

실험쥐를 감각, 인지, 운동, 사회적 자극을 증가시킬 수 있는 환경에서 사육하면 해마 CA1 영역의 특정 층에 위치한 소마토스태틴 억제성 신경세포에서 Npas4 단백질과 함께 IQSEC3 단백질이 생겨나 억제성 신경전달을 촉진시킨다. 이를 통해 해마 CA1의 흥분성 신경세포의 활성이 음성적으로 조절되며, 불안행동을 조절하게 된다. DGIST 제공

고재원 교수는 "엄지원 교수팀과 지속적인 공동연구를 통해 단백질 'IQSEC3'이 뇌 억제성 신경회로 활성을 조절하는 일관된 단서들을 꾸준히 확보하고 있다"며, "이번 연구는 단백질 'IQSEC3'이 흥분성-억제성 균형을 유지하는 핵심 인자로서 작동하는 새로운 규칙을 밝혀내 불안장애 등 뇌정신질환의 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김승준, 박동석, 김진후 석박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 20일자 온라인 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자