수면 중 뇌혈류 증가 원인 찾았다...수면장애 해결 기대

IBS 연구팀

왼쪽부터 김성기 IBS 뇌과학 이미징 연구단 단장(교신저자), Thanh Tan Vo 박사과정 연구원(제1저자), 임근호 기술연구원. IBS 제공

국내 연구팀이 수면 중 발생하는 뇌혈류 증가 원인을 밝혔다. 수면 장애 메커니즘을 밝히는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 

김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 단장(성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수) 연구팀은 26일(현지시간) ‘PV 뉴런’이 수면 중 뇌 혈류 증가를 일으키는 원인이라는 연구결과를 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 온라인으로 발표했다고 밝혔다. 

뇌 혈류는 깨어있을 때보다 잘 때 더 증가한다. 뇌 혈류가 증가하며 뇌의 노폐물을 제거해 치매 방지 등에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 과학자들은 수면 중 뇌 혈류 증가 원인을 탐구해왔다. 

연구팀은 쥐를 대상으로 실험했다. 빛을 쬐어 세포나 단백질의 활성을 조절하는 ‘광유전학’ 기술을 활용했다. 그 결과 PV 뉴런이 수면 중 뇌 혈류 증가를 일으키는 원인임을 확인했다. PV 뉴런이 활성화된 동안 뇌 혈류가 감소했고, 비활성화 땐 뇌 혈류가 증가했다.  

PV 뉴런은 억제성 뉴런 중 하나로 다른 억제성 뉴런들과 다르게 직접적으로 혈류를 조절할 수 있는 물질을 분비하지 않는다. 대신 활성화된 PV 뉴런이 주위의 흥분성 뉴런의 활성을 억제해 혈관이 수축하고 혈류 공급이 줄어드는 것으로 나타났다. 

수면 중엔 PV 뉴런이 ‘물질 P’라는 신경 펩타이드 물질을 분비하며 혈관 확장물질인 ‘산화질소’를 분비하는 신경세포를 활성화시켰다. 이 때 특이적으로 혈류 증가에 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 연구팀은 “혈류 조절에 관한 PV 뉴런의 역할에 대해 그간 의견이 분분했다”며 “새 역할을 밝히며 뇌 혈류 관련 연구에 새로운 방향을 제시했다”고 밝혔다. 

김 단장은 “이번 연구는 수면 장애 메커니즘을 밝히는 데 중요 역할을 할 것”이라며 “깨어 있을 때와 잠을 잘 때 왜 이런 현상이 일어나는 지를 설명하는 후속연구가 필요하다”고 밝혔다

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]