KAIST, 신경세포 흥분성 뇌질환 기전 규명...새로운 치료전략 제시

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미세아교세포가 포식 수용체를 통해 신경세포체 표면에 표지된 포스파티딜세린를 인식, 제거하는 모습. 이 현상이 과도하면 신경세포 흥분-억제 균형이 깨져 발작 증세가 일어난다.
<미세아교세포가 포식 수용체를 통해 신경세포체 표면에 표지된 포스파티딜세린를 인식, 제거하는 모습. 이 현상이 과도하면 신경세포 흥분-억제 균형이 깨져 발작 증세가 일어난다.>

뇌 신경세포 흥분과 억제 간 불균형을 일으키는 새로운 기전이 규명됐다. 이는 발작과 같은 다양한 뇌 신경질환 원인과 연결된다. 뇌 질환 치료에 연구 결과 활용이 가능하다.

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 정원석 생명과학과 교수, 박정주 박사과정팀이 억제성 시냅스가 '미세아교세포'에 의해 제거되는 분자 기전을 처음으로 밝히고, 이 현상이 과도할 때 신경세포 흥분성 증가로 발작 등 뇌 질환이 일어날 수 있음을 증명했다고 2일 밝혔다.

시냅스는 뉴런과 뉴런, 뉴런과 다른 세포 사이 접합 부위다. 미세아교세포는 면역기능을 담당하는 신경세포 일종으로 뇌 기능 정상 수행을 돕는다.

시냅스는 뇌 발달 및 학습 시 생성과 제거가 반복된다. 정 교수팀은 이전 연구에서 미세아교세포 등이 불필요한 시냅스를 잡아먹어 제거할 수 있음을 밝혔다. 다만 어떤 물질이 특정 시냅스를 표지해 제거를 유도하는지는 알려지지 않았다.

연구팀은 '포스파티딜세린'이라는 세포막 인지질이 죽어가는 세포 표면에 표지돼 제거를 유발하는 것에 착안했다.

쥐 모델 실험 결과 신경세포 세포체 주변 표면에서만 선택적으로 포스파티딜세린이 표지됨을 발견했고, 억제성 시냅스만 감소함을 발견했다. 이 때 해당 쥐의 청각 담당 뇌 지역에서 흥분-억제 균형이 깨져, 소리로 인한 발작 증세가 나타나는것도 확인했다.

더 나아가 연구팀은 미세아교세포를 인위적으로 제거하거나 미세아교세포의 특정 포식 수용체를 제거했을 때, 신경세포 표면에 포스파티딜세린이 표지돼도 과도한 억제성 시냅스 감소, 발작 증세를 막을 수 있음을 발견했다.

신경세포체 주변 세포막에 포스파티딜세린이 표지되는 것이 미세아교세포의 억제성 시냅스 제거 기전으로 쓰임을 최초로 규명한 것이다.

연구팀 관계자는 “비정상적인 억제성 시냅스 수 변화는 발작, 자폐 스펙트럼 장애, 조현병, 치매 등 다양한 뇌 질환 유병률과 연관성이 높다”며 “다양한 뇌 신경질환에서 미세아교세포가 억제성 시냅스를 먹는 현상을 조절하는 것이 새로운 치료 전략이 될 것“이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com