29일 교육과학기술부에 따르면 연세대 고재원 생화학과 교수·약리학교실 김철훈 교수와 한국과학기술원 김은준 교수 등으로 이뤄진 연구팀은 시냅스 접착단백질인 '슬릿트랙(slitrk)'의 신경세포 흥분·억제 균형 조절 기능을 규명했다. 이번 연구를 통해 향후 이 같은 뇌질환의 원인을 밝히는 단서가 될 것으로 전망된다.
시냅스(synapse)는 뇌 신경세포를 서로 연결하는 부위이며, 시냅스접착단백질은 시냅스의 생성과정에서 필요한 단백질로 서로 다른 신경세포가 물리화학적으로 만나도록 접착제처럼 작용한다. 정상적인 뇌는 흥분·억제 시냅스가 서로 균형을 이뤄 기억·인지·운동을 조절하며 이 균형이 깨질 경우 뇌 정신질환을 유발한다.
연구팀은 시냅스 접착단백질인 슬릿트랙이 시냅스의 구조와 기능을 조절해 신경세포의 흥분·억제 균형을 맞춰준다는 사실을 밝혀냈다. 슬릿트랙 단백질은 이전까지 구체적으로 시냅스에서 어떤 역할을 하는 지 알려지지 않았었다.
특히, 슬릿트랙 단백질이 어느 부위에 결합하느냐에 따라 어떤 종류의 시냅스 생성을 촉진할 지 선택적으로 조절해 균형을 유지하는 방식의 구체적인 기전도 규명했다.
신경배양세포(쥐의 뇌조직에서 추출해 발달․분화시킨 신경세포)에서 슬릿트랙 단백질을 과 발현하면 시냅스의 숫자가 증가하고, 발현 양을 감소시키면 시냅스의 숫자도 줄어든다는 것을 확인했다.
흥분성 시냅스와 억제성 시냅스는 뇌신경세포가 신경전달물질을 주고받을 때 서로 협력해 신경전달의 균형을 이루는데, 이 균형이 깨질 경우 자폐증, 정신분열증과 같은 뇌질환이 발생하게 된다.
고재원 교수는 "슬릿트랙 단백질의 기능에 이상이 생길 경우 발생할 수 있는 투렛신드롬, 강박증과 같은 관련 뇌질환의 발병기전에 관한 단서를 제공해 치료제 개발에 새로운 가능성을 열었다"고 밝혔다.
한편 이 연구는 교과부와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원으로 수행됐으며, 과학전문지인 '미국립과학원회보(PNAS)' 최신호(1월 23일자) 온라인판에 실렸다.
