Shank2 결손 생쥐의 사회성 저하 및 광유전학 자극을 통한 회복 모식도. 기초과학연구원 제공기초과학연구원(IBS)은 시냅스 뇌질환 연구단 김은중 단장 연구팀이 동물 실험을 통해 자폐 환자의 사회성이 떨어지는 과정을 규명했다고 27일 밝혔다.
세계 인구의 약 2%가 앓고 있는 자폐증은 사회성과 인지능력 저하가 주요 증상으로 꼽히지만, 정확한 메커니즘은 알려지지 않았다.
선행 연구에서 'Shank2 단백질'이 결손되면 시냅스와 신경세포 작동에 중요한 'NMDA 수용체'의 기능 저하로 자폐가 일어남을 확인한 연구팀은 이번 연구에서 시냅스 수준의 문제가 사회성 저하로 이어지는 원리를 밝혔다.
연구팀은 뇌 변화와 행동 및 인지기능의 연결고리를 찾기 위해 Shank2 결손 자폐 생쥐를 움직이는 물체와 다른 생쥐 등 다양한 대상들과 접촉했다. 그 결과 정상 쥐의 신경세포는 대상에 따라 각기 다르게 반응했지만, 자폐 생쥐는 접촉 대상을 구분하지 못하고 비슷한 신경 패턴을 보였다.
Shank2가 결손되면 사회성이 떨어진다는 의미라고 연구팀은 설명했다.
자폐 생쥐의 뇌에서는 사회성, 인지능력과 관련된 억제성 신경세포의 NMDA 수용체 기능이 약화해 있었다. 이는 한 번에 여러 전기신호를 만드는 다발성 발화를 감소 시켜 신경세포 간 상호작용을 저해했다고 연구팀은 덧붙였다.
연구팀은 뉴런 간 직접적 연결통로인 '전기적 시냅스'가 Pv 뉴런에서 과도하게 강화됐음도 발견했다. 특정 Pv 뉴런에 빛 자극을 주면 전기적 시냅스를 통해 주변 Pv 뉴런들까지 다발성 발화가 일어나 사회성과 인지능력이 회복됐다고 연구팀은 밝혔다.
연구팀은 자폐로 인한 사회성 저하의 근본 원인과 회복 전략을 제시하며 치료법 개발에 실마리가 될 것으로 기대했다.
김은중 단장은 "자폐를 한층 깊이 이해하며 새로운 치료 방향성을 제시할 것"이라고 말했다.