공동연구진. 사진제공=한국뇌연구원

한국뇌연구원이 뇌 속 성상교세포가 신경세포에 에너지를 공급해 인지기능을 유지하는 핵심 원리를 규명했다.

25일 뇌연구원에 따르면 정서인지질환연구그룹 김주현 박사 연구팀이 미국 버팔로 대학교, 존스홉킨스 의과대학과의 국제공동연구를 통해 성상교세포 내 NPAS3 단백질이 미토콘드리아 에너지 대사를 조절해 뇌의 정상적인 인지 기능 유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

연구는 기존에 자폐증, 조현병 등 신경정신질환과 연관된 것으로 알려진 NPAS3 단백질이 실제로 어떤 세포에서 어떻게 기능하는지에 대한 의문에서 출발했다. 연구팀은 해당 단백질이 신경세포를 지원하는 성상교세포에서 주로 발현된다는 점에 주목했다.

실험 결과 NPAS3 단백질이 제거된 생쥐에서는 미토콘드리아 기능과 관련된 핵심 단백질 발현이 억제되면서 글루탐산 대사가 감소했고, 이로 인해 신경세포 에너지 공급 물질인 젖산 생성이 줄어드는 현상이 나타났다.

이 같은 변화는 전전두엽 신경세포의 활성 저하와 신경 연결 구조 감소로 이어졌으며, 결국 인지 기능 저하로 나타났다. 반대로 젖산을 외부에서 다시 공급했을 경우 인지 기능이 회복되는 결과도 확인됐다.

연구팀은 이번 성과가 성상교세포와 신경세포 간 에너지 대사 연결 구조를 분자 수준에서 규명한 것이라고 설명했다.

교신저자인 김주현 박사는 “NPAS3가 세포 소기관의 기능과 신경회로, 행동 수준의 변화를 연결하는 핵심 경로임을 밝혔다”며 “향후 자폐증과 조현병 등 신경정신질환 연구에 중요한 단서가 될 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지 ‘Science Advances’ 최신호에 게재됐다.