- NMDA 수용체 조절로 공포기억 억제

- 외상 후 스트레스 장애 치료제 개발 청신호

◇이보영 박사와 PTSD 치료 기전 연구(사진: 과기정통부)
◇이보영 박사와 PTSD 치료 기전 연구(사진: 과기정통부)

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 이보영 연구위원 연구팀이 외상후 스트레스 장애(PTSD) 치료제의 과학적 원리를 동물실험을 통해 세계최초로 규명했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계적인 뇌과학 학술지인 분자정신의학지(Molecular Psychiatry)에 4월 14일 게재됐다.

그동안 마땅한 치료법이 없었던 사고, 재해 등 심각한 사건에서 얻은 고통스러운 기억을 지속적으로 다시 경험함으로써 일상생활에 지장을 겪는 정신질환을 말하는 '외상후 스트레스 장애' 치료제 개발에 청신호가 켜질 것으로 기대된다.

외상후 스트레스 장애는 치료를 위해 인지행동치료 등 정신과적 치료와 우울증 약물치료가 병행되고 있으나 호전율은 50% 정도에 불과하다. 이에 외상후 스트레스 장애 치료제가 개발되곤 있지만 치료 기전은 밝혀진 바 없었다.

이번 연구는 2021년 12월부터 임상시험 2b 단계 진행 중인 Aptinyx사의 외상후 스트레스 장애 치료제 NYX-783을 외상후 스트레스 장애 마우스 모델에 적용하여 치료 효과의 작용원리을 밝혔으며, 치료제 개발을 위한 이론적 토대를 마련함과 동시에 명확한 전략을 제시한 것으로 평가됐다.

◇NYX-783의 외상후 스트레스 장애 치료 효과 기전(자료: 과기정통부)
◇NYX-783의 외상후 스트레스 장애 치료 효과 기전(자료: 과기정통부)

연구진은 외상후 스트레스 장애 동물 모델에 공포 상황 24시간 후 NYX-783을 주입하였으며, 공포기억 재발이 억제됨을 확인했다. 분석 결과 변연하 내측 전전두엽 내 흥분성 신경세포의 단백질 소단위체 중의 하나인 GluN2B 소단위체 단백질을 포함한 신경세포의 흥분성 시냅스에 존재하는 막단백질로, 칼슘이 이동하는 이온통로. 칼슘의 흐름을 조절해 시냅스가 제대로 기능하게 하여 신경세포의 유전자 발현에 영향을 미치는 NMDA수용체가 활성화됐다.

이는 신경기능을 조절하는 뇌 안에 있는 신경영양인자 단백질 중의 하나인 뇌유래신경영양인자(BDNF)단백질의 발현을 유도함으로써 신경세포의 가소성을 향상시켜 공포 기억을 억제했다. 외상후 스트레스 장애 치료제의 효능과 과학적 원리를 최초로 입증한 것이다.

이보영 연구위원은 “외상후 스트레스 장애 치료제의 분자적 기전을 최초로 규명했다.”며 “이번 연구성과는 NMDA 단백질을 타깃으로 하는 외상후 스트레스 장애 치료제 개발에 박차를 가할 것으로 기대된다”며, “추후, 여러 접근방식을 적용하여 다른 기전의 후보물질들을 구축하여 외상후 스트레스 장애 뿐 아니라 다양한 정신질환 치료에 기여하고자 한다”고 밝혔다. 

◆ 연구 배경
연구는 이보영 연구위원이 미국 예일대학교 연구교수 재직 시절 진행했던 과제였다. 2020년 11월 기초과학연구원(IBS)으로 자리를 옮기며 과제를 가져왔다. 

본 연구과제의 책임교수였던 예일대학교 Ronald Duman 교수는 2020년 2월 1일 타개하였다. 이에 Aptinyx사와 예일대학교, IBS 인지 및 사회성 연구단의 이창준 연구단장의 동의 아래 이보영 박사는 본 연구과제의 책임이 되어 기초과학연구원에서 연구를 마무리하였다. 논문 수정과정에서 연구단의 강혜연 연구원의 도움을 받았다.

◆ 연구내용 보충 설명
NYX-783은 수컷 뿐 아니라 암컷 생쥐에서도 외상 후 스트레스 장애 완화 효과를 보임을 확인하였다. 하지만 NYX-783을 공포기억소멸 행동기법을 수행하기 24시간 전에 주사하면 자발적 공포기억 회복 억제 효과가 거의 없었다. 이는 치료 효과에 약물 투여 시간도 중요함을 시사한다.

◆ 향후 연구계획
기초과학연구원 인지 및 사회성 연구단은  여러 정신질환의 발병원인 및 약물치료기법 연구를 수행하고 있다. ‘당쇄화’라는 생화학적 과정이 여러 정신질환에 관여한다는 기존 연구결과들을 바탕으로, 특정 당구조들이 특정 뇌영역에서 질병 특이적으로 발현의 변화가 있다는 것을 확인했다. 

이러한 변화가 질병의 진단 및 치료에서 담당하는 역할 및 기전 연구를 진행하고 있다. 

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