엄지원 DGIST 교수(가운데)와 박사과정 학생들. DGIST 제공

대구경북과학기술원(DGIST)은 엄지원 뇌·인지과학전공 교수 연구팀이 뇌신경회로 내 ‘억제성 시냅스 기능’이 공포기억 형성에 관여하고, 공포기억을 조절할 수 있는 신규 후보표적을 발견했다고 6일 밝혔다. 향후 난치성 뇌질환 중 하나인 외상후 스트레스장애(PTSD) 치료제 개발을 위한 새로운 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다.

연구팀은 2016년 신규 발굴한 'IQSEC3'이라는 단백질을 기초로 조건부 녹아웃 생쥐를 제작했다. 이를 이용해 학습을 비롯한 기억을 담당하는 뇌 영역인 해마 내 흥분성 신경세포에서 IQSEC3 단백질이 하위 mTOR이라는 표적단백질 신호를 조절하는 신규 분자 작동기전을 발견했다. IQSEC3 녹아웃 생쥐에서 해마 신경세포의 억제성 시냅스 숫자, 신경전달, 장기가소성이 감소한다는 사실을 확인했다.

또 하위 mTOR-S6K 신호가 과도하게 활성화돼 공포 기억이 잘 형성되지 않는 것을 발견했다. 과도하게 올라간 mTOR 신호 활성을 낮추기 위해 S6K 인산화 효소 활성을 억제하는 바이러스를 생쥐 해마에 주입하면 IQSEC3 낙아웃 생쥐에서 보였던 억제성 시냅스 감소와 공포 기억 저해가 완전히 회복되는 것을 발견했다.

억제성 시냅스 단백질 IQSEC3 작동 기전. DGIST 제공

엄지원 교수는 “이번 연구에서 발굴한 IQSEC3 관련 분자 작동 기전 정보를 활용하면 외상후스트레스장애 등을 수반하는 뇌 질환의 신규 치료 전략으로 고려해볼 수 있다”고 말했다. 이번 연구 결과는 최근 세계적 과학학술지인 ‘생물정신의학(Biological Psychiatry)’에 온라인 게재됐다.

대구=김덕용 기자 [e-mail]