자폐환자 겪는 ‘불안·공포’ 뇌 속 비밀 풀어…기저편도체 신경세포 비활성 영향

김은준 IBS 단장, 흥분성 신경세포의 장기 억제 영향
뇌 속 기저편도체 비활성화 시 공포·불안 반응 유발

기저편도체 흥분성 신경세포 활성에 의해 조절되는 공포 기억의 소거 및 장기 공포 반응 개념도. IBS 제공.

자폐 환자에게 동반되는 불안과 공포 장애 기전이 뇌 회로 수준에 밝혀졌다. 향후 자폐 환자의 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 관련 치료 전략에 기여할 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS)은 김은준 시냅스 뇌질환 연구단장(KAIST 생명과학과 석좌교수) 연구팀은 자폐환자에게서 나타나는 PTSD 유사 증상의 원인이 뇌 속 기저편도체에 있는 흥분성 신경세포 활성 조절에 따른 것이라는사실을 규명했다고 18일 밝혔다.

기저편도체는 감정 조절과 공포 기억 소거에 중요한 역할을 하는 뇌 부위다.

자폐 스펙트럼 장애(ASD)는 사회성 저하와 의사 소통의 어려움, 반복적 행동 등으로 나타나는 발달 장애질환이다. 일부 ASD 환자는 PSTD로 이어질 수 있다는 보고가 있지만, 구체적인 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 뇌 발달과 시냅스 가소성 시냅스 가소성을 조절하는 핵심 인자인 ‘NMDA 수용체’에 주목했다. 이 수용체의 구성 요소인 ‘GluN2B’ 단백질은 발달 초기에 뇌 회로의 형성과 유지에 중요한 역할을 한다.

GluN2B를 만드는 설계도 역할을 하는 ‘GRIN2B’ 유전자 변이는 자폐 스펙트럼 장애를 비롯해 지적 장애, 발달 지연 등 다양한 뇌·정신질환과 연관된 것으로 알려져 있다.

연구팀은 실제 자폐 환자에게서 발견된 GRIN2B 유전자의 C456Y 변이를 가진 생쥐를 대상으로 한 실험에서 위협적 상황을 겪은 뒤 공포 기억을 쉽게 잊지 못하고, 시간이 지나도 과도한 공포와 불안 반응을 보이는 등 PTSD와 유사한 증상이 동반되는 것을 확인했다.

또한 유전자 변이 생쥐의 기저편도체가 트라우마를 겪은 이후 충분히 활성화되지 않았는데, 이는 흥분성 신경세포가 장기간 억제됐기 때문이라는 사실을 밝혀냈다.

다만, 화학유전학적 기법으로 기저편도체의 흥분성 신경세포를 인위적으로 활성화시키자, 억제돼 있던 신경 전달과 흥분성이 정상화됐다. 공포 기억은 정상 수준으로 소거되고, 장기적인 공포 반응도 완화된 것이다.

연구팀은 기저편도체의 비활성화가 공포 기억의 소거 장애와 장기적 공포 반응의 핵심 원인임을 시사한다고 설명했다.

김은준 단장은 “이번 연구는 자폐환자에게서 나타나는 불안과 공포 장애가 기저편도체에 있는 흥분성 신경세포의 장기 억제에 있었다는 사실을 세포, 시냅스, 뇌 회로 수준에서 최초로 규명한 성과”라며 “기저편도체 활성을 통해 자폐 환자의 PTSD 관련 치료 전략 개발에 중요한 단서를 제공할 것”이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 17일 온라인에 실렸다.

김은준 IBS 시냅스 뇌질환 연구단장. IBS 제공.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr