한국과학기술원(KAIST)은 극단 선택을 한 환자의 뇌 조직을 분석해 우울증의 새로운 분자기전을 규명하고 광유전학 기술을 통해 신경회복을 유도하는 신호경로를 조절함으로써 항우울 효과를 회복할 수 있음을 동물모델에서 증명했다고 19일 밝혔다. 

KAIST에 따르면 생명과학과 허원도 석좌교수와 국립과학수사연구원 이민주 법의관, 아주대의료원 김석휘 교수 공동 연구팀은 우울증 환자 뇌 조직과 우울증 유발 쥐 모델에서 뇌 해마의 '치아이랑'(DG) 부위의 'FGFR1 유전자' 발현이 증가한 모습을 확인했다.

우울증 쥐 모델에 스트레스를 유발하자 치아이랑 부위에서 세포 안의 성장·분화 명령을 전달하는 'FGFR1' 수용체가 늘어난 것으로 확인됐다. 특히 FGFR1 유전자를 결손시킨 녹아웃(Knock-Out·제거) 모델에서 스트레스에 더 취약하고 우울증상이 빠르게 나타난 모습이 관찰됐다.

연구팀은 광유전학 기술을 이용한 빛을 통해 FGFR1을 활성화할 수 있는 'optoFGFR1' 시스템을 개발했다. 이번 실험으로 FGFR1 신호 활성화만으로도 우울 행동의 개선됨을 입증했다. 그러나 노화된 우울증 쥐 모델에서는 항우울 효과가 나타나지 않았다.

실제로 연구팀이 수행한 사후 인간 뇌 조직 분석에서도 나이가 든 우울증 환자에게서만 'Numb' 단백질의 특이적 과발현이 관찰됐다.

이후 마우스 모델에 Numb을 억제하는 유전자 조절도구(shRNA)를 발현시키고 동시에 FGFR1 신호를 활성화한 결과 회복되지 않던 노화된 우울증 마우스 모델에서도 신경발생과 행동이 정상수준으로 회복된 것으로 나타났다.  

이번 연구성과는 국제 학술지 '익스페리멘탈 앤 몰리큘라 메디슨' 지난 15일 자에 게재됐다.

허 교수는  "이번 연구는 우울증이 단순한 신경세포 손상만이 아니라 특정 신경신호 경로의 교란에 의해 발생할 수 있음을 밝힌 데 큰 의미가 있다"며 "특히 고령환자에게 항우울제가 잘 듣지 않는 이유를 분자적으로 규명하고 향후 Numb 단백질을 표적으로 하는 새 치료법 개발의 실마리를 제공할 것"이라고 말했다.