조울증 유발하는 단백질의 핵심 메커니즘 규명

단백질 nArgBP2가 흥분성 시냅스 형성에 영향 미치는 것 확인

장성호 교수팀, 국제학술지 '미국국립과학원회보'에 논문 게재



[한의신문=강환웅 기자]국내 연구진이 대뇌신경계 신경세포의 조울증 유발과 관련한 중심 단백질의 핵심 역할을 규명했다.



조울증은 우울증과 조증의 증상이 반복적으로 나타나는 것이 특징인 기분장애의 일종으로, 감정 조절에 이상이 생겨 지적활동은 물론 일상생활까지 심각한 영향을 미치는 신경정신질환이다. 우리나라에서도 조울증 환자는 2010년 5만 3056명에서 2014년 7만 5616명으로 최근 5년간 조울증 환자가 매년 10% 증가했으며, 특히 노인층의 발병률이 급격히 증가하고 있는 것으로 나타나고 있다. 또한 최근에는 혈액내 중금속의 양과 조울증 발병 위험도의 관련성이 밝혀져 중금속이 포함된 초미세먼지에 많이 노출되는 현대인들에게 위협이 될 수 있는 사회적으로 심각한 질환으로 인식되고 있다.



이러한 가운데 장성호 서울대학교 교수팀은 미래창조과학부 뇌과학원천기술개발사업의 지원을 받아 신경정신질환에 중요한 영향을 미치는 단백질인 'nArgBP2'의 이상 발현이 흥분·억제신경 전달의 불균형을 유발해 조울증의 원인이 된다는 것을 밝혀냈으며, 이번 연구결과는 다학제 분야의 세계적인 학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 게재됐다고 31일 밝혔다.



그동안 시냅스 액틴세포골격 조절 단백질들 중 하나인 nArgBP2의 신경계내 결핍이 조울증 등 신경정신질환과 유사한 증상을 유발한다는 연구결과는 있었지만 nArgBP2가 어떠한 메커니즘을 통해 시냅스 액틴세포골격 활성에 영향을 미치는지, 또한 이를 통해 어떻게 조울증 등 신경정신질환 증상을 유발하는지에 대해서는 정확히 밝혀지지 않았었다.



이에 장 교수팀은 nArgBP2의 발현이 억제된 신경세포에서는 액틴세포골격의 활성을 비정상적으로 증가시켜 비정상적인 형태의 수상돌기가시가 형성되며, 흥분성 시냅스 형성 과정에서 흥분·억제신경전달의 불균형을 유발함으로써 조울증 같은 신경정신질환을 유발한다는 것을 확인했다.



이와 관련 장 교수는 "이번 연구는 조울증 환자에서 관찰되는 시냅스 기능 이상이 어떻게 발생하는지에 대한 새로운 발견"이라며 "이번 연구를 바탕으로 nArgBP2가 관련되는 것으로 알려진 강박증, 자폐증 등 뇌질환모델의 구축을 통해 진행되는 후속 연구가 신경정신질환에 대한 새로운 진단법과 치료법 개발의 발판이 될 것"이라고 밝혔다.



[용어 설명]

△nArgBP2: 신경세포에 특이적으로 발현되는 단백질로, 시냅스 후 구조인 수상돌기가시에 존재하며 신경전달물질 수용체 및 신호전달 단백질과 직·간접적으로 상호작용하는 핵심단백질. 아직까지 신경세포 내에 nArgBP2의 정확한 역할은 밝혀진 바가 없음.



△시냅스: 신경단위세포 사이에서 신호가 전달되는 매개 영역. 중추신경계에서 중요한 구조이며, 하나의 신경세포에는 여러 개의 흥분성 시냅스와 억제성 시냅스를 통해 신경전달물질이 전달됨. 이들의 균형이 깨지면 시냅스 신경 전달에 이상이 생기며 신경정신질환이 발생함.



△액틴세포골격: 세포내 골격구조의 일종으로 세포내 물질이동, 세포이동성, 세포 구조변이에 필수역할을 하며, 신경세포에서는 시냅스의 기능을 조절하는 골격구조로 특히 흥분성 시냅스가 맺어지는 수상돌기가시를 구성하는 주요 골격구조임.



△수상돌기가시: 신경활성도에 따라 역동적으로 형태가 변화하는 구조이며, 수상돌기가시의 형성이 곧 신경시냅스의 형성과 밀접한 연관이 있다고 알려짐. 특히 자폐, 정신분열증, 알츠하이머 등과 같은 신경정신질환과 관련된 많은 단백질들이 수상돌기가시의 형태나 밀도에 영향을 주는 것으로 밝혀짐.