체온 마음대로 조절하는 뉴런 발견

일본 나고야대

포유류의 체온을 조절하는 데 핵심적인 역할을 하는 뉴런이 확인됐다. 게티이미지뱅크 제공

포유류의 체온을 조절하는 핵심 신경세포(뉴런)가 발견됐다. 체온을 인위적으로 조절하는 기술로 발전되면 다양한 의학분야에서 활용될 것으로 기대된다.

나카무라 가즈히로 일본 나고야대 교수 연구팀은 뇌의 시각교착앞구역이란 부위에 존재하는 ‘EP3’ 뉴런이 포유류의 체온을 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 알아내고 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 23일(현지시간) 공개했다.

온도변화에 따른 체온 조절은 뇌 시상하부에 위치한 시각교착앞구역이 담당하는 것으로 알려졌다. 하지만 구체적으로 어떤 뉴런이 체온을 올리거나 낮추는 데 관여하는지는 밝혀지지 않았다.

연구팀은 생체 내에서 합성된 생리활성물질인 프로스타글란딘 E2(PGE E2)에 주목했다. 시각교착앞구역에 있는 이 물질은 바이러스에 감염됐을 때 신체가 싸울 수 있도록 체온을 상승시키는 매개체 역할을 한다. 연구팀은 체온을 달구는 이 물질과 관련된 뉴런이 체온 조절을 지시한다고 추측한 것이다.

PGE E2가 작용할 때 뇌에선 ‘EP3’라는 뉴런이 활동하는 것으로 관찰됐다. 연구팀은 EP3 뉴런이 작용하는 방식을 자세히 알아보기 위해 쥐 실험을 했다. 쥐들을 추운 온도인 4도, 일상적인 온도인 24도, 뜨거운 온도인 36도에 각각 2시간씩 노출시킨 결과 뜨거운 온도에선 EP3가 눈에 띄게 활성화하는 것으로 나타났다.

EP3 뉴런은 체내 항상성을 유지하는 교감신경계에 집중적으로 분포돼 있었다. 이 뉴런은 체온 조절이 필요한 상황이 닥치면 감마아미노낙산(GABA)라는 신경억제물질을 활발하게 분비했다. 교감신경계 전반에 분포하면서 체온 조절에 필요한 신호를 보내는 것이다. 

EP3 뉴런은 더운 환경에서는 신체의 기능을 활성화하는 신호를 보내 몸을 열 밖으로 방출하게 했다. 추운 환경에서는 신체 기능을 활성화하는 신호를 약하게 방출해 지방이나 장기에서 열생성을 촉진하도록 했다.

연구팀은 EP3 뉴런이 체온을 인위적으로 조절하는 기술의 단초가 될 것이라 내다봤다. 이러한 기술은 질병의 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 연구팀은 “체온 조절은 열사병, 저체온증와 같은 기후변화에서 발생할 수 있는 다양한 질환에 대응할 수 있는 새로운 방안이 될 수 있다”고 말했다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]