뇌 신경망의 작동 원리 밝혀 압상스 간질 치료 실마리 찾았다

- PNAS誌 게재, 간질 장애 치료법 탐색의 중요한 이론기반 제시 -  

□ 국내 연구팀이 압상스 간질1)의 치료에 대한 중요한 실마리를 제공할 뇌 신경망의 작동 원리를 규명하는데 성공했다.

 o 압상스 간질(Absence seizure)은 수초에서 수십초의 의식상실이 나타나는 비경련성 발작 질환이다. 압상스 간질 발병시 특이적으로 돌발성 이상 뇌파의 일종인 3Hz의 극서파(棘徐波)가 관찰된다.

 o 지금까지 가설에 의하면 이런 이상 뇌파는 시상 망상체의 뇌 신경세포 내외부로 칼슘 이온의 이동을 조절하는 T형 칼슘 이온통로에 의해 한 번에 여러 개의 전기신호를 생성하는 다발성 발화가 주된 원인이 되어  뇌세포의 전반적인 과흥분을 초래하기 때문인 것으로 받아들여져 왔다. 

□ 연구진은 다발성 발화와 압상스 간질의 관계를 확인하기 위해 유전자 적중 기술3)(Gene targeting)을 활용하여 T형 칼슘 이온통로(cav3.3)를 제거한 생쥐를 제작 후 압상스 간질을 유도하는 실험을 진행했다.

 o 그 결과, 정상 생쥐에 비해 T형 칼슘 이온통로를 제거하여 다발성 발화4)가 차단된 생쥐에서 압상스 간질이 더 증가함을 확인하였고, 오히려 단발성 발화4)가 증가돼 있음을 세계 최초로 밝혀냈다.

 o 이는 기존 가설과 달리 단발성 발화가 압상스 간질의 메커니즘에서 중요한 역할을 하며, 압상스 간질 치료 연구에 있어 주요한 실마리가 될 수 있음을 보여주는 첫 연구다.

□ 이번 연구성과는 세계적 권위의 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS, IF 9.809)5) 7월 28일자 온라인판에 소개됐다.

 o 신희섭 IBS 인지 및 사회성 연구단장을 주축으로 한국과학기술연구원(KIST) 및 한국연구재단의 세계수준연구센터(WCI)팀도 연구에 참여하였다.

  * (논문제목) 생쥐모델에서 시상 망상체에서 나타나는 다발성 발화는 압상스 간질을 일으키는데 있어서 주요 요인은 아니다(Rebound burst firing in the reticular thalamus is not essential for pharmacological absence seizures in mice)

* (제1저자) IBS 인지 및 사회성 연구단 이승은 연구원(KIST-고려대 학연 수료생)

* (교신저자) IBS 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장

□ 연구진은 바이러스 넉다운 기법6)을 통해서도 T형 칼슘 이온통로의 발현을 억제 후 압상스 간질을 유도하는 실험을 진행했고 앞서 유전자 결손 생쥐실험과 같은 결과를 얻었다.

 o 이 연구는 시상 망상체에서 T형 칼슘 이온통로의 역할을 재조명해야할 필요성을 제기했다는 점에서 큰 의미가 있으며,

 o 앞으로 압상스 간질에서 시상 망상체의 T형 칼슘 이온통로의 역할을 이해하고 간질 장애의 효과적인 치료 방법을 개발하는데 중요한 이론적 기반을 제공할 것으로 기대된다.

□ 신희섭 IBS 인지 및 사회성 연구단장은 “이번 연구는 압상스 간질에 대한 기존 가설에서 벗어나 뇌신경망의 회로를 이해할 수 있는 새로운 기반을 마련한 것으로 평가된다.”고 연구 의의를 밝혔다.