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KAIST, 스트레스 세포(CRF) 새 기능 관찰…우울증 치료에 도움

최지웅 글로벌이코노믹 기자 jway@g-enews.com

기사입력 : 2019-04-19 16:35

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KAIST 생명과학과 서성배 교수 연구팀이 스트레스에 따른 몸의 반응을 조절하는 부신피질 자극 호르몬 방출인자 일명 ‘스트레스 세포 (CRF 세포)’의 새로운 역할을 밝혀냈다. 서성배 교수(왼쪽)와 김진은 박사과정(사진=KAIST)
국내 연구진이 스트레스에 따른 몸의 반응을 조절하는 부신피질 자극 호르몬 방출인자 일명 ‘스트레스 세포 (CRF 세포)’의 새로운 역할을 밝혀냈다.

KAIST는 이 대학 서성배 생명과학과 교수팀이 뉴욕대와 공동연구로 CRF를 초 단위로 관찰하고, 새로운 연구성과를 도출했다고 19일 밝혔다.

CRF는 시상하부-뇌하수체-부신 축(Hypothalamus-Pioituitary-Adrenal Axis, 이하 HPA Axis)을 조절한다. HPA 축은 심리적, 물리적 스트레스에 대한 우리 몸의 생리학적 반응을 조절하는 영역이다.

이전부터 CRF 세포가 활성화되면 동물의 부정적 감정이 커진다는 가설이 있었지만 실제 확인은 어려웠다. 약 30분 단위로만 측정할 수 있고, 쥐 등의 실험체를 부검해야만 호르몬의 변화를 파악할 수 있었기 때문이다.

이에 연구팀은 CRF 세포 활성도를 실시간으로 측정하는 칼슘이미징 기술 중 하나인 파이버포토메트리(fiberphotometry)를 도입해 다양한 자극에 쥐를 노출해 세포의 반응성을 관찰했다.

그 결과 생쥐를 물에 빠뜨리거나 날아오는 새를 모방한 시각적 자극, 천적의 오줌 냄새 등 위협적 외부 자극에 의해 쥐가 도망할 때 CRF가 빠르게 활성화되는 것을 확인했다. 반대로 맛있는 음식, 암컷 쥐 등 긍정적 판단을 유도하는 자극에 노출했을 때 CRF 활성도가 억제되는 양방향성의 특징을 규명했다.

서성배 교수는 “냄새와 시각적 자극에 의해 음식을 섭취하기 이전부터 CRF 세포가 감소하는 부분이 흥미롭다”라고 말하며 그 이유를 설명했다. “시상하부의 CRF 세포가 이러한 예측에 의한 기능을 보인다는 것은 그간 알려진 시상하부 영역의 세포들과는 차별성이 있는 역할이고, 쥐들이 배가 불러도 더 맛있는 음식에 노출되면 CRF 세포 활성도가 감소하는 점도 혁신적인 패러다임의 전환이다”고 말했다.

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시상하부 CRF 세포의 양방향성의 활성도와 인비보 칼슘이미징모식도

아울러 연구팀은 KAIST 생명과학과 김대수 교수 연구팀과의 협력으로 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절할 수 있는 광유전학을 적용했다. 이를 통해 CRF 세포를 자극해 인위적으로 특정 환경을 싫어하거나 좋아하게 만들 수 있음을 확인했다.

김진은 연구원은 “시상하부에서 다양한 세포와 복잡하게 얽힌 CRF 세포의 활성도를 측정하기 위해 칼슘이미징이라는 새 기술을 도입함으로써 기존 기술적 한계를 극복했다”라며 “CRF 호르몬의 구조가 밝혀진 이래 40여 년 동안 느린 내분비 조절 기능만으로 알고 있던 CRF의 역할에 대한 이해를 새 기술을 통해 넓혔다는 의의가 있다”라고 말했다.

이번 연구 결과는 CRF 세포가 기존 기능을 넘어 다양한 감각적 자극에도 적절한 행동 반응을 조절한다는 것을 시사한다. 이는 동물의 본능적 감정 판단에 대한 실마리가 될 수 있는 결과로, 우울증이나 불안장애, 외상후 스트레스 장애 등의 치료제 개발에 새로운 단서를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

서성배 교수는 “우울증, 불안증, 외상후 스트레스 장애 등의 질환이 스트레스와 관련이 높다는 사실을 밝혔다”라며 “CRF 세포 활성도를 생쥐를 통해 실시간 측정함으로써 우울증 치료제의 빠른 효과를 시험하는 데 적용할 수 있을 것이다”라고 말했다.

김진은 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’ 4월호 22권에 게재됐다.


최지웅 글로벌이코노믹 기자 jway@g-enews.com 최지웅 기자가 쓴 기사 바로가기 →

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