October 19,2019

인지기능에 관여하는 새 물질 발견

치매환자나 외상후 스트레스성 장애 환자들에 큰 도움 예상

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면역과 심장수축 기능 등 심혈관계 질환 치료제로 주로 알려져 왔던 PI3K 효소의 한 종류인 ‘인산화 효소 PI3K감마’가 기억력과 학습능력 등(인지기능의 유연성)에도 관여하는 것으로 나타났다. 이는 한 국내 연구진에 의해 규명되었다.

▲ 이번 연구를 주도한 강봉균 서울대학교 교수

서울대 강봉균 교수와 김재익, 이혜련 박사과정생이 주도하고 민주오 교수(서울대 WCU뇌인지과학과), 콜린그릿지 교수(서울대 WCU뇌인지과학과, Graham Collingridge) 및 김상정 교수(서울대 WCU뇌인지과학과)가 참여한 이번 연구는 세계 최고 권위의 과학전문지인 ‘네이처’의 자매지 ‘Nature Neuroscience’지에 온라인(10월 24일)으로 게재되었다.

PI3K 감마(Phosphatidylinostol 3-kinase γ)는 지금까지 심혈관계, 면역계 등에서만 발현되는 것으로 알려져 면역과 심혈관계 질환치료제로서 활발히 개발되어 왔지만 뇌를 포함한 신경계에서는 이 효소의 기능에 대한 연구가 거의 이루어지지 않았다.

그러나 강봉균 연구팀에 의해 PI3K 감마가 사람의 인지기능을 높여주는 시냅스 저하현상과 이에 대한 인지기능 유연성에 관여한다는 사실이 밝혀지면서 주목을 끌고 있다.

한편, 인지기능의 유연성이란 자신이 처한 상황과 조건에 맞게 행동전략을 변경할 수 있는 능력, 즉 판단력으로 기존의 기억과 이에 얽매인 의사결정에서 벗어나 새로운 정보를 적극 이용하고 이에 따른 또 다른 기억과 의사결정을 해 나가는 모든 인지능력을 말한다. PI3K감마는 이에 탁월한 효능을 갖고 있는 것이다.

강 교수팀은 PI3K 감마를 제거했거나 PI3K 감마 억제제를 사용한 생쥐에서 기억과 학습의 기초과정능력이 떨어진다는 사실을 발견했다. 아울러 PI3K 감마 유전자가 제거된 생쥐 해마의 신경세포에 PI3K 감마 단백질을 주입하면 기억과 학습의 기초능력이 회복된다는 사실도 확인했다. 이는 인지기능의 유연성을 높여주는 시냅스 저하현상에 PI3K 감마가 결정적인 역할을 한다는 것을 보여준다.

▲ PI3K감마가 스넵스 저항현상을 촉진해 인간의 인지능력에 큰 영향을 준다는 것을 밝혀낸 실험자료들


강봉균 교수는 “이번 연구는 PI3K 감마라는 인산화효소가 뇌를 비롯한 신경계의 고등 인지기능에 관여한다는 새로운 사실을 밝히고 인지기능의 유연성을 조절할 수 있는 분자메커니즘을 규명하여, 치매환자의 기억력 및 학습인지능력 향상과 심리적 외상후스트레스성 장애(PTSD) 등의 치료제 개발에 새로운 가능성을 열었다”고 연구의의를 밝혔다.

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