신체 염증의 우울증 유발 과정 '생체영상기술'로 규명했다

KBSI, NFκB와 GR 단백질 활성변화 실시간 측정
코로나19 등 바이러스 감염증 우울증 새 단서 제공
정신의학 분야 국제학술지에 연구결과 게재

[대전=뉴시스] NFκB 활성 변화. 초반부 신체에서 가장 활성화됐다가 후반부에는 뇌에서 활성화된다.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내연구진이 신체 염증의 우울증 유발과정을 영상기술로 규명했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 서울센터 허송욱 박사 연구팀이 신체 염증이 뇌로 전이돼 우울증을 유발하는 과정을 실시간 생체영상기술을 통해 밝혀냈다고 4일 밝혔다.

염증성 질환을 앓는 환자들은 우울증에 걸릴 확률이 높다고 보고되고 있지만 신체 염증이 어떻게 우울증을 유발하는지는 정확히 알려지지 않고 있다.

연구팀에 따르면 바이러스나 세균 등으로 신체 감염이 발생하면 NFκB(핵인자 카파비)라는 단백질이 염증반응을 촉진시켜 생명체를 보호한다.

이 염증반응을 통해 외부물질이 제거되면 GR(글루코코르티코이드 수용체) 단백질이 불필요한 염증반응을 억제하는 작용을 한다. GR 단백질이 염증반응을 제대로 억제하지 못할 때 다양한 염증성 질환이 유발된다.

[대전=뉴시스] GR 활성 변화. 후반부 신체와 두뇌에서 활성화되며 염증반응은 중단되지 않았다.

이번에 연구팀은 NFκB와 GR 단백질의 활성변화를 실시간으로 측정하고 관찰키 위해 이들 단백질을 각각 표적해 발광하는 고감도 측정센서를 개발했다.

또 개발한 NFκB 센서와 GR 센서를 살아있는 동물모델의 신체와 뇌에 주입하고 세균독소(LPS)를 신체에 투여해 염증을 유도한 후 NFκB와 GR 활성변화를 측정했다.

관찰을 통해 연구진은 투여 뒤 초반부(1~6시간)에 동물모델의 신체에서 염증반응이 촉진되는 현상을 NFκB 센서를 통해 확인하고 동물행동실험으로 신체에 통증이 발생했다는 사실도 확인했다.

이 때는 뇌에서 염증반응이나 우울증 증상은 관찰되지 않았다. GR 센서를 통해 중반부(6~10시간)에서 신체의 염증반응이 억제되는 것을 알 수 있었으며 이때도 뇌 염증반응이나 우울증 증상은 관찰되지 않았다.

이후 후반부(10~12시간)때 뇌의 전두엽 부분에서 NFκB가 활성화돼 신체의 염증이 뇌로 전이됐음이 확인됐다.

이 때는 염증을 억제하는 GR 단백질이 뇌에서 활성화됐지만 제기능을 하지 못해 뇌 속의 염증반응이 중단되지 않았고 우울증 증상도 행동실험으로 확인됐다. 이는 GR 단백질이 염증 억제기능을 상실해 우울증이 유발된다는 의미라고 연구진은 설명했다.

[대전=뉴시스] 뇌 속 NFκB 및 GR 활성 변화와 동물행동. 후반부 뇌에서 NFκB 활성이 억제되지 않아 우울증 증상을 보였다.

이번 시험에서 연구진은 KBSI 서울센터의 ‘발광형광 실험동물 이미징 시스템’을 활용해 실시간으로 동물모델의 염증현상을 측정하고 영상화했다.

이 시스템은 비침습적으로 동물의 생명현상과 질병 발생과정을 분석하는 장비로 살아있는 동물모델을 마취시킨 상태에서 실험 경과를 관찰할 수 있다.

신체 염증이 우울증을 유발하는 과정을 생체영상을 통해 처음으로 증명한 이번 연구 결과는 정신의학 분야 국제 학술지 'Molecular Psychiatry' 온라인판에 최근 게제됐다.(논문명:Decoding the temporal nature of brain GR activity in the NFκB signal transition leading to depressive-like behavior)

논문 공동저자인 전남의대 정신과 김재민 교수는 "이번 연구결과는 신체염증과 우울증의 생물학적 관계를 새롭게 이해하고 코로나19로 인한 염증성 우울증에 대한 진단과 치료에 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

KBSI 허송욱 책임연구원은 "서울센터에 구축된 생체영상 플랫폼을 활용해 우울증 및 염증연구 뿐만 아니라 암, 면역학, 약물 연구 등 다양한 질환에 관한 공동연구를 추진해나갈 계획"이라고 말했다.

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