대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양) 연구팀이 뇌 속 억제성 시냅스 조절 기전을 규명했다. 뇌전증 등 다양한 난치성 치료제 개발을 위한 새로운 연구방향을 제시할 것으로 기대된다.
DGIST는 엄지원 뇌·인지과학전공 교수와 고재원 교수 공동연구팀이 억제성 시냅스 기능을 조절해 뇌전증을 치료할 수 있는 신규 후보 표적을 발견했다고 12일 밝혔다. 난치성 뇌질환 중 하나인 뇌전증 신규 치료제 개발에 단초가 될 것으로 기대를 모은다.
뇌전증은 우리나라 인구의 1%에 이르는 높은 유병율을 보이는 뇌질환이다. 중추신경계 약 30% 이상이 기존 약물치료에 잘 반응하지 않는 난치성 타입이다. 특히 고혈압, 당뇨병, 뇌출혈 등과 동반 발생하는 뇌전증 경련은 전체 인구 10~15%에 달하며 다양한 원인에 의해 발생한다. 하지만 구체적인 기전은 잘 알려지지 않았다.
연구팀은 뇌질환과 연관된 억제성 시냅스의 발달을 매개하는 핵심 분자들을 꾸준히 발굴하고 기능을 연구해 왔다. 연구팀은 2016년 억제성 시냅스 단백질 'IQSEC3'를 발견한 뒤 최근 'IQSEC3'이 기억, 학습 등 뇌의 고등기능을 매개하는 부위인 '해마 치아이랑' 내 신경회로활성을 조절, 억제성 시냅스 발달을 매개하는 새로운 분자기전을 발견했다.
이를 규명하고자 'IQSEC3'을 없애주는 낙다운바이러스를 제작, 생쥐 해마 치아이랑에 주입했다. 생쥐는 심한 경련증세를 보이며 억제성 시냅스 숫자와 신경전달이 감소함을 확인했다. 이로써 'IQSEC3'이 억제성 시냅스 구조와 기능을 매개하는 핵심 인자임을 규명했다.
또 해마 치아이랑 내 다양한 신호를 전달하는 호르몬인 '소마토스타틴' 펩타이드양이 급격히 감소돼 있음을 발견했는데, 해당 세포에 소마토스타틴 펩타이드를 다시 주입할 경우 'IQSEC3' 결핍으로 발생했던 억제성 시냅스 기능 이상과 경련증세가 완전히 회복함을 확인했다.
엄지원 교수는 “뇌신경세포 신경전달을 조절하는 소마토스타틴이 억제성 시냅스 발달을 매개하는 중요 단서라는 사실을 확인했다”면서 “뇌전증 뿐 아니라 흥분성-억제성 균형이 망가져 발생하는 다양한 난치성 뇌질환 신규 치료 전략으로 이용될 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구성과는 DGIST 뇌·인지과학전공 고재원 교수와 엄지원 교수가 공동 교신저자로, 김승준, 김현호 석박사통합과정 학생이 공동 제1저자로 참여했다. 연구성과는 국제학술지인 '셀 리포트(Cell Reports)'에 11일자 온라인에 게재다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
