▶도파민 신경회로 및 연결 시냅스에서 유발되는 신경 메커니즘 증명

자폐 우울증과 같은 사회성 관련 질환 치료법에 단서가 될 사회성 행동 변화에 대한 신경 메커니즘이 국내 연구진에 의해 증명됐습니다.

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한국연구재단은 강봉균 서울대학교 교수 연구팀이 사회적 고립에 의한 사회성 행동 변화가 도파민* 신경회로 및 연결 시냅스**의 구조적·기능적 변화에 따라 조절되며, 이는 성별에 따라 다르게 나타나는 것을 규명했다고 밝혔습니다.

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사회적 고립은 다양한 행동 변화를 유발할 수 있으며, 이는 자폐나 우울증과 같이 사회성 결핍 질환으로 이어질 수 있습니다. 그러나 장기적인 사회적 고립 동물 모델과 사회적 장애 동물 모델로만 연구되어 왔던 기존의 방식으로는 뇌와 신경회로의 영역에서 일어나는 메커니즘을 밝혀내는 데 한계가 있었습니다. 더 나아가 성별에 따른 사회적 행동 차이가 뇌에서 어떻게 담겨 있는지 시냅스 수준에서의 연구는 관련 기술의 부재로 이루어지지 못했습니다.

연구팀은 전기생리학, 광유전학, 화학유전학, 그리고 자체 개발한 Dual-eGRASP*** 기술을 이용하여 사회적 고립에 의해 유발되는 사회적 행동 변화의 작동 원리를 분자-세포-시냅스-행동 단위에서 걸쳐 규명하였습니다. 그 결과, 사회적 고립에 의하여 활성화되는 배측 봉선핵(Dorsal raphe nucleus) 도파민 신경세포와 측좌핵 간 기능적·구조적 연결이 수컷 생쥐에서만 증가해있음을 확인했으며, 이를 통해 사회적 행동 변화가 유발됨을 증명할 수 있었습니다. 이는 사회적 고립에 의한 사회성 변화를 유발하는 인자가 뇌신경 회로에 존재하며, 더 나아가 성별에 따른 사회성 변화의 원리를 설명할 수 있는 실마리가 될 것으로 기대됩니다.

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강봉균 교수는 “사회적 고립으로 인하여 나타나는 행동 변화는 동물의 성별에 따라 다른 양상으로 나타났으며, 이는 도파민 신경세포 활성과 신경회로 차이에서 기반했다”며 “사회성 변화 원리를 뇌의 회로 수준에서 규명하여 동물의 사회적 행동 메커니즘을 이해할 수 있고, 이는 자폐 및 우울증과 같은 사회성 관련 질환 치료법 모색에 단서가 될 것이라 기대한다”고 전했습니다.

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이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드벤시스(Science Advances)’에 10월 12일 게재되었습니다.

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<과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구(국가과학자) 사업의 지원으로 수행되었습니다.>

* 도파민(Dopamine) : 뇌 신경세포들 간 신호를 전달하기 위해 분비되는 신경전달물질 중 하나이며, 사회성 조절, 동기 부여, 처벌과 보상, 수면, 학습과 기억 등 뇌에 많은 기능에 관여하고 있습니다.

** 시냅스(Synapse) : 두 신경세포 사이의 신호를 전달하는 ‘연결지점’을 의미합니다.

*** Dual-eGRASP : 서로 다른 신경세포로부터 온 시냅스를 청록색과 노란색으로 구분하여 표지할 수 있는 기술. 이 기술을 활용하여 특정 시냅스의 변화를 확인할 수 있습니다.

**** 배측 봉선핵 : 뇌간 중앙에 위치하는 뇌 영역으로, 도파민 신경세포와 세로토닌 신경세포가 존재합니다. 사회성 조절, 수면 및 각성 조절, 공포에 대한 기억 조절 등에 중요한 역할을 합니다.

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출처 : 한국연구재단