DGIST, 불안행동을 조절하는 뇌 속 시냅스 단백질의 작동 원리 규명

뇌정신질환 치료제 개발을 위한 신규 바이오마커 제시

DGIST는 뇌·인지과학전공 고재원 교수, 엄지원 교수 공동연구팀이 뇌 신경회로 내 억제성 시냅스 억제성 시냅스 신경전달을 조절해 불안장애를 교정할 수 있는 신규 후보표적을 발견했다고 21일 밝혔다.

이번 연구 성과는 불안장애를 수반하는 뇌 정신질환인 우울증이나 외상 후 스트레스장애(PTSD) 등 신규 치료제 개발을 위한 새로운 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다.

고재원‧엄지원 교수 공동연구팀은 지속적인 연구를 바탕으로 IQSEC3 단백질이 외부자극에 반응해 억제성 시냅스 발달을 매개하는 핵심 전사인자인 Npas4 단백질의 하위 인자로 작동하면서, 뇌의 해마(hippocampus) 영역 내 소마토스타틴을 분비하는 특정 억제성 신경세포의 시냅스 신경전달을 조절함을 증명했다.

▲왼쪽부터 시계방향으로 엄지원·고재윤 교수, 석박사 통합과정 김승준·김진후· 박동석 학생ⓒDGIST

또한 연구팀은 화학유전학(chemogenetics) 기법을 통해 상위 인자인 Npas4와 하위인자인 IQSEC3의 작동경로가 뇌 속 억제성 신경세포 활성을 관장해 불안 행동을 조절함을 규명했다.

특히 IQSEC3 단백질이 신경세포들의 활성을 억제하는 신경전달물질인 가바(GABA)의 분비를 촉진하여 해마 내 네트워크 활성 조절을 통한 특정 행동을 제어하는 신규 메커니즘을 제시했다.

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