폭음 억제 신경세포 찾았다…알코올 의존증 치료 기대

질 E. 마틴 미국 매사추세츠대 의대 교수. Faith Ninivaggi 제공.

술을 한꺼번에 많이 마시는 행동을 억제하는 뇌 신경세포가 확인됐다. 알코올 의존증의 새로운 치료법을 찾는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 

질 E. 마틴 미국 매사추세츠대 의대 교수 연구팀은 뇌에서 ‘폭음 억제’와 연관된 신경세포들을 발견하고 연구 결과를 10일 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’에 발표했다. 

뇌에는 수백억 개의 신경세포가 있다. 연구팀은 이 중 폭음 억제와 연관된 신경세포는 500개 미만이라는 점을 발견했다. 수백억 개 중 수백 개를 발견한 것은 ‘건초 더미에서 바늘 찾기’ 수준의 어려운 일이라고 설명했다. 

전두엽 피질 등 특정 뇌 부위가 알코올 폭음과 연관이 있는 것으로 알려져 있지만 알코올 섭취를 억제할 수 있는 신경 회로는 그동안 확인되지 않았다. 

연구팀은 섬유 광도 측정, 광유전학, 전기생리학, 단일세포 전사체학 기술 등 다양한 첨단 기술을 결합해 폭음 억제와 관련한 뇌 신경세포들을 특정했다. 섬유 광도 측정 기술은 형광 단백질 방출을 통해 활성화된 신경세포를 정확히 찾아내는 기술이다. 광유전학은 빛을 이용해 타깃 신경세포를 스위치처럼 켜고 끄면서 동물의 행동 변화를 관찰할 수 있는 기술이다. 단일세포 전사체학 기술은 개별 세포 수준에서 RNA 발현을 분석할 수 있는 기술이다. 

연구팀은 ”5~10년 전만 해도 이처럼 다양한 기술을 접목할 수 없었다“며 ”신경과학 황금기가 이제 열리고 있다“고 말했다.  

연구팀은 폭음 상태를 유도한 쥐 모델을 대상으로 섬유 광도 측정 기술 등을 적용해 폭음을 억제하는 역할을 하는 ‘신경세포 앙상블’을 찾아냈다. 신경세포 앙상블은 특정 상황에 동시에 활동 패턴을 보이는 신경세포 집단을 의미한다. 

폭음이 지속되면 ‘알코올 의존증’이 생길 수 있다. 습관적으로 많은 양의 술을 마시는 알코올 의존증은 뇌를 손상시키며 간경변, 위염, 심장마비 등 다양한 질병에 직간적접 영향을 미친다. 

연구팀은 이번에 발견한 폭음 억제 신경세포 앙상블이 제대로 작동하지 않으면 알코올 의존증이 생길 것으로 보았다. 폭음 억제 신경세포들을 타깃으로 알코올 의존증을 막거나 치료하는 방법을 찾을 수 있을 것이란 설명이다. 

연구팀은 “소수의 신경세포만으로 특정 행동 변화를 유발할 수 있다는 사실이 흥미롭다”며 “소수 신경세포들이 정상적으로 작동하도록 만드는 방식이 알코올 의존증을 막는 핵심 전략일 수 있다”고 말했다. 

<참고 자료> 
doi.org/10.1038/s41593-025-01970-x

[문세영 기자 moon09@donga.com]