인간의 감정 및 스트레스 반응은 뇌 기능의 산물로서, ‘측중격(Lateral Septum)’을 포함한 다양한 뇌 영역과 신경회로에 의해 조절된다. 일반적으로 뇌 기능은 신경세포(뉴런)와 신경세포 간에 이루어지는 신호전달 체계(시냅스)에 의해 이루어지는 것으로 알려져 왔다.
하지만 뇌에는 신경세포 외에도 다양한 신경교세포가 공존한다. 다만, 신경교세포가 감정 및 스트레스 조절에 참여할 수 있는지는 잘 알려져 있지 않았다.
서울대학교 치의학대학원 최세영 교수팀은 쥐 모델을 활용한 실험을 통해 뇌 측중격에 있는 성상교세포가 감정 및 스트레스 조절에 참여한다는 것을 발견했다. 측중격 성상교세포는 ‘혐오 감정’과 ‘사회적 스트레스’ 상황에서 세포 내 칼슘 이온(Ca2+) 농도의 증가를 보이며 활성화됐다. 이는 측중격 신경세포에서 나타나는 현상과 같다.
연구팀은 측중격 뇌절편을 이용해 전기생리학적 신경 활성을 측정했다. 그 결과 성상교세포가 측중격 뇌 영역별로 다르게 작동한다는 사실을 밝혀냈다. 측중격 전반에 걸친 성상교세포의 활성화는 ‘아데노신’의 분비와 ‘A1 수용체’의 도움을 받아 측중격 신경세포의 흥분성 시냅스 전달을 감소시켰다. 즉, 성상교세포가 신경계의 과도한 활성화를 억제하도록 돕는다는 의미다.
하지만 측중격의 중간영역에서는 분비된 아데노신이 A2A 수용체(A2AR) 신호 전달을 통해 억제성 시냅스 전달을 강화했다. 동시에 측중격 성상교세포는 먼 거리에 있는 측중격 신경세포에 대한 억제성 신호를 감소시켜, 신경회로의 활성을 증가시켰다.
이러한 결과는 측중격 성상교세포가 억제성 신경세포로만 구성된 영역에서 ‘억제해제(disinhibition)’를 유도하여, 측중격 신경세포를 조절하고 이들의 역동적인 상호작용이 스트레스 경험에 대한 생리적 및 행동적 반응을 조절한다는 사실을 말해준다.
연구팀은 이번 연구를 통해 ‘혐오 감정’과 ‘스트레스 행동’의 뇌 기전을 신경회로 수준까지 이해하는 데 기여했다는 입장을 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 「네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)」에 게재됐다.
(논문 제목 : 측좌 시상하부 뉴런의 성상세포 억제가 다양한 스트레스 반응을 촉진한다 Astrocytic inhibition of lateral septal neurons promotes diverse stress responses)
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