뇌질환 원인 밝혀줄 '시냅스 작동 원리' 규명

뇌 기능의 기본 단위인 시냅스 중 다른 신경세포를 흥분시키는 역할을 하는 흥분성 시냅스의 작동원리가 국내 연구진에 의해 규명됐다. 이번 연구로 자폐증, 조현증과 같은 다양한 뇌정신질환을 유발 원인을 밝히는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 연세대 고재원?엄지원 교수 공동연구팀이 신경세포 연결을 주관하는 시냅스 접착단백질에 의한 새로운 흥분성 시냅스 작동 원리를 처음으로 규명했다고 28일 밝혔다.

시냅스는 뇌 세포간 신경전달이 일어나는 뇌 기능의 기본 단위로 사람의 뇌에서는 신경세포 사이 접합이 계속 일어나며 흥분성시냅스와 억제성시냅스가 빠르게 만들어지는데, 이 때 시냅스 형성과 흥분성/억제성 시냅스 간의 균형에 문제가 생길 경우, 자폐 및 조현증 등의 다양한 뇌정신질환들이 발병한다.

시냅스 접착단백질은 두 개의 신경세포를 물리적으로 연결해 시냅스 형성을 돕는 신경세포 막에 존재하는 단백질이다. 시냅스 형성에 관여하는 시냅스 접착단백질에 대한 연구를 통해 시냅스 및 신경회로 연결 형태 및 기능을 알아낼 수 있다.

이번 연구는 다수의 시냅스 접착단백질 중 그동안 그 기능이 잘 알려져 있지 않던 LRRTM3 단백질에 초점이 맞춰졌다. LRR로 시작하는 단백질들은 주로 중추신경계에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 연구팀은 LRRTM3 단백질이 해마의 치아이랑(dentate gyrus)의 흥분성 시냅스 발달에 특이적으로 작용함을 증명하였다.

고재원 교수는 “그 동안 시냅스 단백질의 기능 이상이 뇌 흥분성 및 억제성 균형 이상을 유발해 자폐증, 조현증과 같은 다양한 뇌정신질환을 유발하는 것으로 알려져 있지만 구체적인 작동 기전이 명확하게 규명되지 않아 치료제 개발에 어려움을 겪었다”면서 “이번 연구는 LRRTM3 단백질의 유전자 복제수 변이(CNV)가 다수 발견되는 뇌질환의 발병 원인 규명 및 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다.”고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(선도연구센터지원사업)과 교육부 학문후속세대양성사업(대통령포스트닥 펠로우십)의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 자연과학분야의 국제학술지 셀 리포트 (Cell Reports) 온라인판 1월 15일자에 게재됐다.