우울증 치료 한 발짝 다가서나?…광유전학 치료 실마리 제시

작성일 08-19

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST, 특정신경 신호 교란으로 발생 규명 노화된 뇌 ‘Numb’ 단백질 억제 시 우울 회복 
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 <img alt="우울증을 분자 수준에서 규명한 기전과 광유전학 기술을 활용한 항우울 효과 개선 개념도. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/19/dt/20250819111607822rfud.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="QsLbI8FOlK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/19/dt/20250819111607822rfud.jpg" width="658">
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 우울증을 분자 수준에서 규명한 기전과 광유전학 기술을 활용한 항우울 효과 개선 개념도. KAIST 제공
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 국내 연구진이 우울증의 원인을 새롭게 규명하고, 치료 실마리를 찾았다. 고령 우울증 환자에게 기존 우울증 치료제가 반응하지 않는 분자적 원인을 찾아 광유전학 기술을 통해 치료할 수 있는 전략을 내놓았다. KAIST는 허원도 생명과학과 석좌교수 연구팀, 이민주 국립과학수사연구원 법의관, 김석휘 아주대병원 교수 연구팀이 공동으로 극단 선택을 한 환자의 뇌 조직 RNA 염기 분석과 면역조직화학 분석을 통해 우울증의 새로운 분자 기전을 규명하고, 광유전학 기술로 신경 회복을 유도하는 신호 경로를 조절, 항우울 효과를 회복할 수 있다는 사실을 동물실험을 통해 입증했다고 19일 밝혔다. 우울증(MDD)은 세계적으로 흔한 정신질환이나 뇌 속 분자나 단백질, 유전자 수준 등 분자적 수준에서 원인이 명확히 규명되지 않았다. 그동안 우울증은 단순한 신경세포 손상에 의한 것으로 알려져 왔을 뿐 정확한 기전은 알지 못하고 있다. 연구팀은 기억과 감정을 담당하는 뇌 부위인 해마의 ‘치아이랑(DG)’에 주목했다. 치아이랑은 해마 안에 정보가 처음 들어올 때 새로운 기억을 생성하고 감정 조절, 우울증 등과 연관이 있는 공간이다. 우울증 유발 쥐 모델에 스트레스를 유발하자, 치아이랑 부위의 ‘FGFR1 유전자’ 발현이 증가했다. FGFR1는 치아이랑 부위에서 성장인자 신호물질을 받아 세포 안의 성장과 분화 명령 전달하는 수용체이다. FGFR1 유전자를 결손 시킨 녹아웃(제거) 쥐 모델에서는 스트레스에 더 취약하고 우울 증상이 빠르게 나타난 모습이 관찰됐다. 이는 FGFR1이 정상적인 신경 조절과 스트레스 저항에 중요한 역할을 함을 의미한다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용해 FGFR1을 빛으로 활성화할 수 있는 ‘optoFGFR1’ 시스템을 개발한 뒤, FGFR1가 부족한 우울증 쥐 모델에서 이를 활성화하자 항우울 효과가 회복되는 것을 확인했다. 즉, FGFR1 신호 활성화만으로 우울 행동이 개선될 수 있음을 실험적으로 입증한 것이다. 다만 노화된 우울증 쥐 모델에서는 FGFR1 신호 활성화에도 항우울 효과가 나타나지 않았다. 연구팀은 ‘Numb’라는 단백질이 노화된 뇌에서 과도하게 발현돼 FGFR1의 신호 전달을 방해한다는 사실을 밝혀냈다. 실제로, 우울증 환자의 사후 뇌 조직에서도 고령의 환자에게서만 Numb 단백질이 특이적으로 과발현된 것으로 나타났다. 이후 Numb 단백질을 억제하는 유전자 조절 도구를 발현시키고, 동시에 FGFR1 신호를 활성화한 결과, 노화된 우울증 쥐에게서도 신경 발생과 행동이 정상 수준으로 회복됐다. 이는 Numb 단백질이 FGFR1 신호 경로의 차단자 역할을 하며 해마의 항우울 기전을 막는 주요 인자임을 보여준 결과라고 연구팀은 설명했다. 허원도 KAIST 교수는 “우울증이 단순한 신경세포 손상 때문이 아니라 특정 신경신호 경로의 교란에 의해 발생할 수 있음을 밝힌 데 의미가 다”며 “고령 환자에게 항우울제가 잘 듣지 않는 이유를 분자적으로 규명하고, Numb 단백질을 표적으로 하는 새로운 치료법 개발에 기여할 것”이라고 말했다. 이 연구결과는 병리학 분야 국제 학술지 ‘실험분자의학’(지난 15일자)에 실렸다. 
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 <img alt="신종필(왼쪽) KAIST 생명과학과 박사, 허원도 KAIST 교수." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/19/dt/20250819111609110hrji.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="WUWD9CLKhq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/19/dt/20250819111609110hrji.jpg" width="658">
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 신종필(왼쪽) KAIST 생명과학과 박사, 허원도 KAIST 교수.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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