별 세포를 통한 저강도 초음파 신경조절 원리[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]
(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 전극 삽입술 없이 초음파만으로 뇌 질환을 치료할 수 있는 가능성이 제시됐다.
기초과학연구원(IBS) 이창준 인지 및 사회성 연구단장(인지 교세포 과학 그룹) 연구팀은 4일 저강도 초음파에 의한 신경세포 조절 메커니즘을 규명했다고 밝혔다.
한국과학기술연구원(KIST)·경희대 동서의학대학원과 함께 연구한 성과다.
우울증이나 파킨슨병 치료에 많이 활용되는 의술 중 하나가 뇌 심부 자극술이다.
뇌 깊숙이 삽입한 금속 전극을 이용해 전기 자극을 줘서 뇌 활동을 자극하거나 방해하는 방식이다.
어느 정도 치료 효과를 보이고는 있으나, 수술 이후 부작용이나 합병증 발생 위험도 상존한다. 대안으로 제시되는 것이 초음파 뇌 자극술이다. 외과적 수술이 필요 없어서다.
TRPA1 유전자 억제와 초음파에 의한 신경세포 발화 저하 설명 그래프
TRPA1 유전자 억제와 초음파에 의한 신경세포 발화 저하 설명 그래프[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]
연구팀은 초음파에 의한 신경세포 조절이 별 세포 기계수용 칼슘 채널(TRPA1)에서 시작되는 것을 확인하고, 비침습적 초음파 뇌 자극술 작동 원리를 규명했다.
별 세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 비신경세포다. 이름처럼 별 모양이다. 주로 신경세포 기능을 잘 유지하도록 돕는 역할을 한다고 알려졌다.
이창준 단장 연구팀에 따르면 저강도 초음파에 의해 별 세포 TRPA1이 활성화하면, 별 세포로부터 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트가 분비된다. 글루타메이트는 신경세포 활성을 유도한다.
저강도 초음파 뇌 자극술로 쥐의 꼬리 운동능력이 개선되는 것도 관찰했다고 연구팀은 설명했다.
오수진 KIST 선임연구원은 "저강도 초음파에 의한 신경세포 조절 메커니즘을 분자 수준에서 개체 수준에 이르기까지 전반적으로 확인할 수 있었다"고 말했다.
IBS 인지 및 사회성 연구단 인지 교세포 과학 그룹
IBS 인지 및 사회성 연구단 인지 교세포 과학 그룹[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]
이번 연구는 각종 뇌 질환 치료 연구에 도움을 줄 것으로 평가받는다.
이창준 단장은 "뇌 질환 치료를 위한 초음파 뇌 자극을 최적화하는 연구와 더불어 궁극적으로는 초음파유전학으로 발전시킬 수 있도록 지속해서 과제를 수행할 계획"이라고 말했다.
성과를 담은 논문은 이날 오전 3시 30분(한국시간) '커런트 바이올로지'(Current Biology) 온라인판에 실렸다.
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