IBS, 수면에 필수 '시냅스 접착 단백질' 규명
뇌질환 발병기전 이해·진단 및 치료 기대

수면을 조절하는 시냅스 분자기전이 밝혀졌다. 수면장애를 포함한 뇌질환 발병 기전에 대한 이해의 폭이 넓어질 것으로 기대된다.

IBS(기초과학연구원·원장 노도영)는 김은준 시냅스 뇌질환연구단팀이 신경전달의 기본 단위인 시냅스 생성과 수면 조절의 연관성을 규명했다고 14일 밝혔다.

IBS가 수면을 조절하는 시냅스 분자기전을 동물실험을 통해 밝혔다.<사진=IBS 제공>
IBS가 수면을 조절하는 시냅스 분자기전을 동물실험을 통해 밝혔다.<사진=IBS 제공>
뇌에 존재하는 수많은 신경세포는 시냅스를 통해 신호를 주고받는다. 시냅스는 신경세포 간 ,혹은 신경세포와 다른 신경세포가 만나는 접합 부위로 전시냅스와 후시냅스로 구성돼 있다. 각 시냅스는 신경회로가 정상적으로 작동하기 위한 뇌의 최소 구조단위로 위치와 기능 등 다양한 요소에 따라 고유의 성질을 가진다.

두 시냅스는 접착 단백질이 각각 존재하는데, 이 단백질들은 서로 상호작용하며 악수하듯 만나 스냅스를 생성한다. 그 때 서로 코드가 맞으면 두 신경세포가 연결돼 소통하는 것이 가능해진다. 하지만 각 단백질의 생체 내 기능에 대해서는 알려진 바가 많지 않았다.

연구팀은 전시냅스 접착 단백질(PTPδ단백질)이 후시냅스 접착단백질(IL1RAPL1단백질)과 상호작용해 시냅스를 생성하고, 정상적인 수면이 이뤄지도록 작동함을 밝혔다. 생체리듬 유전자와 수면 간 연관성 외에 시냅스와 수면간 연관성이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 

연구팀은 동물실험을 통해 PTPδ단백질 결손된 마우스가 시냅스 생성 감소로 뇌 해마에서의 신경전달이 잘 이뤄지지 않아 정상적인 수면 조절을 이루지 못하고,  PTPδ단백질  일부인 meA 스플라이스 펩타이드를 결손시킨 경우도 수면장애가 유발되는 것을 확인했다. 

연구 관계자는 "meA 스플라이스 펩타이드가 PTPδ단백질과 IL1RAPL1단백질 간의 상호작용에 있어 중요한 요소임을 시사하는 것"이라고 설명했다. 이 외에도 연구팀은 뇌파검사를 통해 PTPδ단백질이 수면 조절뿐만 아니라 깊은 수면(non-REM)과도 밀접한 관련이 있음을 규명했다.

김은준 단장은 "PTPδ단백질이 시냅스 생성 및 정상적인 수면에 필수적인 시냅스 접착 단백질임을 밝혔다"며 "이번 연구가 하지불안증후군과 같은 수면장애, 조현병, 주의력 결핍 과잉행동장애 등 관련 뇌질환의 발병기전 이해와 진단 및 치료에 도움을 줄 것"이라고 말했다.

연구내용은 학술지 엠보(EMBO)에 지난4월 19일자로 게재됐다.

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