두뇌 인지 기능 조절하는 신경 펩타이드 발견
두뇌 인지 기능 조절하는 신경 펩타이드 발견
  • 함예솔
  • 승인 2020.05.08 18:00
  • 조회수 1145
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요약

 

두뇌 인지 기능 조절하는 신경 펩타이드가 발견됐습니다. 소마토스태틴이 시각 피질의 정보 처리 과정을 조절하고 높일 수 있음을 규명했습니다. 이는 향후 두뇌 기능을 높이고, 뇌 질환을 치료할 수 있는 새로운 약물 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대됩니다.

KAIST 생명과학과 이승희 교수 연구팀이 두뇌에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 소마토스타틴(somatostatin)이 두뇌 인지 기능을 높일 수 있음을 밝혀냈습니다. 연구팀은 특정 가바(뇌세포 대사 기능을 억제 신경 안정 작용을 하는 신경 전달 억제 물질) 분비 신경 세포에서 분비되는 펩타이드 중 하나인 소마토스태틴이 시각 피질의 정보 처리 과정을 조절하고 높일 수 있음을 규명했습니다. 이번 연구 성과는 치매 등의 뇌 질환에서 인지 능력 회복을 위한 치료제 개발의 계기가 될 것으로 기대됩니다. 해당 연구는 <Science Advances>에 게재됐습니다.

소마토스타틴과 다른 신경세포간의 연결성을 나타낸 모식도. 출처: KAIST
소마토스타틴과 다른 신경세포간의 연결성을 나타낸 모식도. 출처: KAIST

소마토스타틴, 고유한 효과 연구 부족

 

2019년 기준 국내 65세 이상 노인 중 10명 중 1명은 치매 질환을 갖고 있습니다. 치매는 기억력 손실, 인지 기능 및 운동기능 저하 등의 일상생활 장애를 유발해 그 심각성은 나날이 두드러지고 있습니다. 이승희 교수 연구팀은 치매의 한 종류인 알츠하이머 질환 환자의 뇌척수액에서 소마토스타틴의 발현율이 현저히 감소했다는 점에 주목해 소마토스타틴에 의한 인지 능력 회복 가능성을 밝히는 연구를 수행했습니다.


    
소마토스타틴은 인간을 포함한 포유류의 중추신경계에서 존재합니다. 특히 정상적인 포유류의 대뇌 피질에서 소마토스타틴을 발현하는 신경 세포인 가바(GABA, γ-aminobutyric acid)를 신경전달물질로 분비해 흥분성 신경 세포의 활성을 억제함으로써 정보 처리 정도를 조율합니다.

시각 인지 능력을 측정 가능한 T자형 미로 모식도 및 소마토스타틴 (SST)에 의한 시각 인지 능력 향상 효과. 출처: KAIST
시각 인지 능력을 측정 가능한 T자형 미로 모식도 및 소마토스타틴 (SST)에 의한 시각 인지 능력 향상 효과. 출처: KAIST

그러나 기존 연구는 가바의 효과에만 국한돼, 동시에 분비될 수 있는 신경 펩타이드인 소마토스타틴의 고유한 효과 관련 연구는 부족한 상황입니다.

 

소마토스타틴, 시각인지 기능 향상

 

연구팀은 자유롭게 움직이는 실험용 생쥐에서 시각정보 인지 및 식별 능력을 측정할 수 있는 실험 장비를 개발 및 도입했습니다. 이를 통해 생쥐의 시각피질 또는 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입한 후 이를 관찰해 생쥐의 시각정보 인지 능력이 현저히 증가함을 발견했습니다.

생쥐의 일차 시각 피질에서 다양한 방향각의 시각 자극에 대한 반응성을 측정하는 모식도. 출처: KAIST
생쥐의 일차 시각 피질에서 다양한 방향각의 시각 자극에 대한 반응성을 측정하는 모식도. 출처: KAIST

나아가 소마토스타틴의 처리에 따른 생체 내 또는 뇌 절편에서의 신경 세포 간 신경전달 효율의 변화를 측정했습니다. 해당 신경망을 연속 볼록면 주사전자현미경(SBEM)으로 관찰해 소마토스타틴에 의한 시각인지 기능의 향상이 이뤄지는 생체 내 신경 생리적 원리를 규명했습니다.

 

이러한 연구 성과는 향후 인간을 비롯한 포유류의 두뇌 인지 기능을 조절 가능할 수 있을 뿐 아니라 퇴행성 뇌 질환 등에서 나타나는 인지 기능 장애 치료에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 이승희 교수는 "이번 연구는 두뇌 기능을 높이고, 뇌 질환을 치료할 수 있는 새로운 약물 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔습니다.
 


##참고자료##

 

 

 


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