KAIST 조현병 발병원인 입증

생명과학과 정원석 교수 연구팀
시냅스 제거 정신질환 유발 확인

정원석 KAIST 생명과학과 교수 [KAIST 제공]

어린 시절 부모에게서 떨어져서 방치되거나 학대를 받을 경우, 극심한 스트레스 현상이 일어난다. 이러한 스트레스 상황을 겪게 되면 성인으로 성장하는 과정 동안 뇌 신경 회로망 및 기능이 크게 변화되어 조현병 및 우울증과 같은 정신 질환이 발생될 수 있다. 하지만 현재까지 유아기 스트레스에 따른 정신질환의 원인과 그 제어 방법에 대해서는 정확히 알려진 바가 없다.

카이스트(KAIST)는 생명과학과 정원석 교수 연구팀이 유아기 스트레스로 인해 발병되는 정신 질환이 별아교세포의 과도한 시냅스 제거에서 기인한다는 사실을 최초로 규명했다고 1일 밝혔다.

이번 연구성과는 면역 관련 국제학술지 ‘이뮤니티(Immunity)’에 7월 31일 온라인 게재됐다.

연구팀은 미국식품의약국(FDA)에서 승인된 임상 약물 스크리닝을 진행해 별아교세포의 외부 물질을 잡아 먹어 제거하는 역할(포식 작용)을 조절하는 새로운 기작을 발굴했다. 그 결과, 연구팀은 스트레스 호르몬이라 불리는 합성 글루코코르티코이드가 별아교세포의 포식 작용을 비정상적으로 크게 높이는 것을 발견했다.

글루코코르티코이드는 당대사, 항염증 등 생명 유지에 필요한 역할을 하는 한편 스트레스와 같은 외부 자극에 의해 분비돼 신체가 대응할 수 있도록 한다. 하지만 만성 스트레스로 인해 글루코코르티코이드에 과도하게 장기간 노출되면 우울증, 인지장애, 불안 증세와 같은 다양한 정신 질환이 발병할 수 있다.

연구팀은 아동기 스트레스로 인한 별아교세포의 기능 변화를 이해하고자 아동기 사회성 결핍 생쥐 모델을 활용했다. 그 결과, 스트레스 호르몬이 별아교세포의 글루코코르티코이드 수용체 (GR)와 결합해 별아교세포의 포식 작용에 중요한 역할을 하는 MERTK라는 수용체의 발현을 크게 증가시킴을 알아냈다. 놀랍게도 별아교세포는 증가된 MERTK를 통해 다양한 대뇌 피질에 존재하는 특정 신경 세포의 흥분성 시냅스만을 선택적으로 잡아 먹어 감소시켰으며, 이로 인한 비정상적인 신경 회로망 형성으로 추후 성인기에 사회성 결핍과 우울증 같은 복합적인 행동 이상이 일어남을 발견했다.

뿐만 아니라 연구팀은 별아교세포와 함께 뇌 면역 기능에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려진 미세아교세포는 아동기 사회성 결핍 쥐 모델에서의 시냅스 제거에는 전혀 참여하고 있지 않음을 관찰했다. 이는 아동기 스트레스 상황에서 미세아교세포가 아닌 별아교세포가 특이적으로 스트레스 호르몬에 반응해 뇌의 환경을 조절하고 있음을 확인한 것이다.

정원석 교수는 “지금까지 아동기 스트레스와 뇌 질환 발병의 메커니즘은 잘 밝혀져 있지 않았지만, 이번 연구를 통해 과도한 별아교세포의 포식 작용이 정신 질환 발병에 있어 중요한 원인이 될 수 있음을 최초로 증명했다”고 전했다.

이어 “향후 다양한 뇌 질환의 이해와 치료에 있어서 별아교세포의 면역기능 조절이 근본적인 타겟으로 응용될 수 있을 것”이라고 했다.

구본혁 기자

nbgkoo@heraldcorp.com