'뇌 별세포가 촉감 민감도 조절한다'…IBS 원리 규명

촉감 지각 조절 원리 통해 별세포 인지 기능 역할 밝혀

감각장애 새 치료 기반 마련, 국제 학술지에 논문게재

[대전=뉴시스] 시상 별세포의 촉감 민감도 조절 기작 모식도. 가바(GABA) 분비를 줄이면 신경세포의 촉감 지각 능력이 감소하고 양을 늘릴 경우 촉감 지각 능력이 증가한다.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 뇌에서 촉감정보를 조절하는 원리가 국내 연구진에 의해 규명됐다.

기초과학연구원(IBS)은 인지및사회성연구단 이창준 단장팀이 연세대 생명공학과 정은지 교수팀과 뇌의 '별세포(astrocyte)'가 촉감의 지각 능력을 조절한다는 사실을 밝혀냈다고 9일 밝혔다.

이에 앞서 연구진은 별세포가 억제성 신경전달물질인 가바(GABA)를 분비해 주변 신경세포에 영향을 준다는 사실을 규명했으며 이번 연구에서는 시상 내 별세포가 가바를 분비해 신경세포의 감각신호 전달을 제어, 촉감 민감도를 조절한다는 사실을 추가로 밝혀냈다.

연구팀에 따르면 후각을 제외한 시·청·촉각 등 감각정보는 신경세포를 통해 뇌 '시상(thalamus)'을 거쳐 대뇌 피질로 전달된다.
 
연구진은 시상 내 별세포가 신경세포에 영향을 미치는지 알아보기 위해 별세포의 가바 분비 여부를 확인한 결과, '다오(DAO)' 효소가 가바를 만들어 내며 생성된 가바가 칼슘에 반응하는 '베스트1(Best1)' 통로를 통해 분비된다는 사실을 확인했다.

다오는 시상 내 별세포에서 가바를 생성하는 데 핵심역할을 하는 효소고 베스트1(Best1)은 칼슘에 반응하는 음이온 통로로 교세포에서 신경전달물질을 분비할 때 이용된다.

또 연구진은 가바가 주변 신경세포의 활성과 대사를 억제하는 한편 이들 세포가 다양한 감각신호를 정확하고 빠르게 받아들여 반응을 돕는다는 사실도 확인했다.

연구팀은 "가바가 신경세포의 반응 강도를 세분화해 감각신호에 다양하게 반응토록 한다"면서 "가바는 또 시냅스의 정보 통합에 방해가 되는 불필요한 신호(잡음)를 제거하고 신경세포의 신호 전달 속도를 높여 신호처리의 효율을 높인다"고 설명했다.

이어 연구진은 가바의 양이 촉감 지각 능력에 미치는 영향을 확인키 위해 80에서 400까지의 거칠기 범위를 가진 사포 구분 동물실험을 진행했다.
 
시험에서 다오 효소를 제거해 별세포의 가바 분비를 억제한 쥐는 정상군이 구분했던 180의 거칠기 차이를 구분하지 못했지만 가바 양을 증가시키면 촉감 지각 능력이 향상돼 80의 미세한 거칠기 차이까지 구분해냈다.

 이는 시상 내 별세포의 가바 양을 제어해 촉감 지각 능력을 조절할 수 있다는 의미다.

정은지 교수는 "촉감 지각 능력을 조절하는 새로운 뇌 기전을 밝혔다"며 "이번 연구로 감각인지기능 연구의 새로운 방향성을 제시했다"고 평가했다.

이창준 단장은 "신경세포 뿐 아니라 별세포도 인지 기능에 중추적 역할한다는 것이 확인됐다"며 "별세포의 새로운 역할을 밝혀내 감각장애를 비롯한 다양한 뇌 질환 치료에 획기적인 돌파구를 열 것으로 본다"고 기대했다.

 감각정보 전달 조절원리를 규명해 감각장애 치료의 새 기반을 마련했다는 평을 듣는 이번 연구 성과는 국제학술지 '뉴런(Neuron, IF 14.415)' 온라인 판에 9일 0시(한국시간) 게재됐다.(논문명:Astrocytes control sensory acuity via tonic inhibition in the thalamus)


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