뇌 인지 기능 핵심물질 ‘가바’ 연구결과 총망라한 지침서 탄생

IBS-연세대 연구진 공동 제작

별세포가 신경전달물질인 가바(GABA)를 생성해 조절하는 원리./IBS

뇌세포 활성을 억제하는 신경전달물질인 가바(GABA)를 지난 10년 넘게 연구해온 결과를 총망라한 논문이 나왔다.

기초과학연구원(IBS)은 이창준 인지및사회성연구단장, 고우현 차세대연구리더 연구팀이 정은지 연세대 생명공학과 교수팀과 공동으로 가바의 조절과 기능 원리를 체계적으로 정리한 논문을 냈다고 6일 밝혔다. 다양한 뇌 질환의 원인으로 주목 받는 가바를 연구하는 데 가이드라인 역할을 할 전망이다.

가바는 뇌에서 신경세포 활성을 억제하는 ‘억제성 신호전달’을 일으키는 물질이다. 뇌에서 여러 신호전달과 인지기능에 관여한다. 이창준 단장은 2010년 신경세포 중에서도 별세포가 가바를 분비한다는 사실을 최초로 발견했다. 이후 별세포의 인지 기능을 연구하면서 가바가 합성, 분비, 제거되는 원리를 밝혀왔다.

이 단장은 2014년에는 알츠하이머 치매 환자의 뇌에서 흔히 발견되는 반응성 별세포가 가바를 분비해 기억력을 떨어뜨리는다는 사실을 최초로 확인하기도 했다. 이 단장팀은 이 연구 결과를 바탕으로 치매 치료제 후보약물(KDS2010)을 개발해 기술을 이전했다.

연구진은 이처럼 가바가 생성, 조절되는 원리와 어떻게 작용하는지, 가바의 억제 효과가 지속적으로 일어나는 현상(지속적 가바 전류)이 뇌에 어떤 영향을 주는지 등을 이번 논문에서 체계적으로 정리했다.

연구진은 특히 별세포가 가바의 양을 조절하는 데 핵심적인 역할을 하며 지속성 가바 전류가 다양한 인지 기능에 영향을 주고 있다는 사실을 강조했다. 뇌에서 지속성 가바 전류를 일으키는 가바를 ‘가바 톤’이라는 새로운 개념으로 제안하기도 했다. 음악에서 음높이가 일정한 톤으로 유지되는 것처럼 뇌 안에서도 가바의 양과 활동 수준이 일정하게 유지된다는 뜻이다.

또한 지금까지 학계에 알려져 있던 것과 달리 가바가 흥분성 신호를 국소적으로 감소시켜 그 효과를 줄인다는 ‘우회성 억제’를 밝혀냈다. 가바가 신경세포 활성화를 억제함과 동시에, 신호를 더욱 세밀하게 조절하는 현상을 설명하는 근거가 됐다.

이 외에도 연구진은 학습과 기억, 생체 리듬과 각성 상태, 운동 조절 등 가바의 다양한 기능을 설명하며 가바 톤의 추가적인 기능에 대해 활발히 연구해야 한다고 강조했다.

이창준 단장은 “지속성 가바 전류의 기능과 다양한 뇌질환과의 관계가 밝혀지고 있다”며 “이번 연구성과가 뇌 인지 기능을 이해하고, 뇌질환 치료를 위한 가바 연구의 지침서가 될 것”이라고 기대했다. 정은지 교수는 “가바 톤은 뇌에서 필요한 정보만을 남기기 위한 일종의 필터 역할을 하며, 뇌의 여러 인지 기능에 중요하게 관여한다”며 “새롭게 제시한 가바 톤이라는 개념에 전 세계가 주목하고 있다”고 밝혔다.

이 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 리뷰 뉴로사이언스’ 9월호에 실렸다.

참고 자료

Nature Reviews Neuroscience(2023) DOI: 10.1038/s41583-023-00724-7.

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