디엔피넷뉴스

뇌 속 별세포가 밝힌 정교한 움직임의 비밀 사람이 걷거나 뛰고 장애물을 피하는 정교한 움직임은 뇌의 소뇌가 조절합니다. 최근 기초과학연구원 연구진은 이러한 운동 협응 능력이 단순히 신경세포만이 아니라 ‘별세포(astrocyte)’라는 비신경세포의 역할로 크게 향상된다는 사실을 밝혔습니다. 연구팀은 전기생리 실험, 컴퓨터 시뮬레이션, AI 기반 행동 분석을 결합해 뇌 발달 과정에서 별세포가 어떻게 복잡한 움직임을 가능하게 하는지 규명했습니다. 성장하면서 달라지는 소뇌 신경회로의 작동 방식 어린 시기에는 억제 신호를 신경세포가 주도하지만 성장 후에는 별세포가 ‘베스트로핀-1’ 통로를 통해 GABA 신호를 공급하며 조절의 중심이 됩니다. 이 변화는 신경세포 간 간섭을 줄여 각 신체 부위가 더 독립적으로 움직이게 합니다. 실제로 AI 기반 3D 행동 분석 결과, 성체 개체는 더 다양한 움직임을 보였으며 별세포 기능이 약화되면 협응 능력이 떨어졌습니다. 핵심 정리: 운동 협응을 만드는 뇌의 변화 구분 어린 시기 성체 억제 신호 주도 신경세포 별세포 GABA 공급 방식 시냅스 활동 기반 Bestrophin-1 채널 분비 운동 특징 단순·반복적 유연·다양한 협응 ▲ 성장에 따른 소뇌 회로 변화와 운동 협응 차이를 나타낸 개념도 ▲ 성장기 지속적 억제의 분자・세포 수준에서의 전환을 보여주는 모식도 ▲ AI 기반 3차원 행동 분석을 통한 별세포 유래 가바의 운동 협응 기능 검증 향후전망 이번 연구는 뇌 발달을 신경세포 중심으로만 이해하던 기존 관점을 확장했다는 점에서 의미가 있습니다. 별세포가 운동 협응의 핵심 조절자로 확인되면서 파킨슨병 등 운동 장애 치료 연구에도 새로운 단서를 제공할 전망입니다. 또한 뇌 원리를 활용한 로봇 제어, 피지컬 AI, 인공신경망 설계에도 활용될 가능성이 커 미래 기술 발전에도 중요한 기초 연구로 평가됩니다. 뇌 별세포 움직임 조절 자세히 보기

신경 회복 가로막는 별세포 속 '제동장치' 규명 교통사고나 추락 등으로 발생하는 척수손상은 운동과 감각 기능을 잃게 하는 심각한 질환입니다. 최근 기초과학연구원 연구진은 손상된 신경이 회복되지 않는 원인이 별세포에서 생성되는 억제성 물질 ‘가바(GABA)’ 때문임을 밝혀냈습니다. 해당 물질은 신경성장 신호를 차단해 회복을 방해하며, 이를 조절할 수 있다면 근본적인 치료가 가능하다는 희망이 제시되었습니다.   ‘가바’ 생성 막으면 신경 재생 가능 연구진은 별세포 속 효소 ‘마오비(MAOB)’가 과도하게 가바를 생성해 손상 부위에서 신경세포 재생을 막는다고 밝혔습니다. 이를 억제할 수 있는 약물 ‘KDS2010’을 동물에 투여한 결과, 신경섬유가 다시 자라고 운동 기능이 회복되는 효과를 확인했습니다. 특히 이 약물은 사람 대상 임상 1상 시험에서도 안전성과 효과가 입증되어 실제 치료제로의 가능성을 높이고 있습니다. ▲ 척수손상 동물모델에서 KDS2010의 치료 효과 척수손상 동물모델을 통해 선택적 MAOB 억제제인 KDS2010의 치료 효과를 확인하였습니다. 약물을 투여한 동물에서는 행동 기능 점수와 보행 능력이 뚜렷하게 회복되었으며, 이 효과는 장기간 지속되었습니다(b, d). 손상만 입은 대조군에서는 뒷다리 마비가 뚜렷하게 나타났으나, KDS2010을 투여한 군에서는 운동 기능 회복과 보행 능력의 개선이 확인되었습니다. 특히 미세 보행 평가 장치 실험에서도 정상에 가까운 운동 수행 능력이 회복된 것으로 나타났습니다(e). ▲ KDS2010의 신경 보존 및 조직 회복 효과 척수손상 동물모델에서 KDS2010을 투여한 결과, 손상으로 과도하게 증가한 별세포(astrocyte) 내 MAOB 발현이 억제되었고, 신경세포 표지 단백질인 MAP2의 발현이 회복되어 손상 부위의 신경세포가 보존되는 효과가 확인되었습니다(a). 또한 전자현미경 관찰 결과, 손상으로 파괴된 수초화 축삭이 정상 구조에 가깝게 회복되었으며(b-c), g-ratio(수초 ...

숨겨진 기능, 헤모글로빈의 새로운 역할 혈액 속 산소를 운반하는 단백질로 잘 알려진 헤모글로빈이 뇌세포에서 항산화 역할까지 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 기초과학연구원 은 별세포 속 헤모글로빈이 활성산소를 분해해 뇌세포를 보호한다는 연구 결과를 발표했습니다. 퇴행성 뇌질환 치료의 전환점 루게릭병, 파킨슨병, 알츠하이머병 등에서 활성산소는 신경세포를 파괴하는 주요 원인입니다. 연구진은 헤모글로빈이 과산화수소를 산소와 물로 분해하는 기능을 최초로 규명하고, 이를 극대화하는 저분자 화합물 ‘KDS12025’를 개발해 치료 효과를 입증했습니다. 실험으로 입증된 치료 가능성 동물 실험에서 KDS12025는 신경세포 사멸을 억제하고 기억력, 운동 기능을 회복시키는 데 성공했습니다. 노화 모델에서는 수명이 30% 이상 연장되었고, 자가면역질환에서도 염증 완화 효과가 확인되어 다양한 질환에 활용 가능성이 제시됐습니다. 앞으로의 전망 이번 연구는 뇌질환 치료의 새로운 접근법을 제시하며, 내재된 단백질 기능 조절을 통해 부작용을 최소화하는 정밀 치료 전략으로 주목받고 있습니다. 향후 KDS12025는 전임상 및 임상 연구를 거쳐 실질적인 치료제로 발전할 전망입니다. 논문 확인 바로가기 논문명: Hemoglobin as a pseudoperoxidase and drug target for oxidative stress-related diseases 저널: Signal Transduction and Targeted Therapy   ▲ 퇴행성 뇌질환에서 별세포 과산화수소 악순환을 끊는 KDS12025의 작용기전 퇴행성 뇌질환에서 별세포는 독성 단백질 자극으로 과산화수소를 과다 생성하고, 이로 인해 신경세포가 손상됩니다. 이때 별세포 내부의 헤모글로빈도 줄어들며 산화 스트레스 악순환이 이어지는데, KDS12025는 이 헤모글로빈의 항산화 기능을 활성화시켜 산화 스트레스를 억제하고 뇌세포를 보호합니다. ▲ 다양한 퇴행성 뇌질환 모델에서 KDS12025의 치료 효능 루게...

PTSD, 왜 시간이 지나도 나아지지 않을까? PTSD는 큰 충격을 받은 뒤에도 그 기억이 쉽게 사라지지 않아 일상생활이 힘들어지는 병입니다. 많은 사람들은 시간이 지나면 나아질 거라 생각하지만, PTSD 환자들에게는 그 말이 통하지 않습니다. 왜일까요? 최근 국내 연구진이 그 이유를 밝혀내 주목받고 있습니다.   게재 논문 자세히 보기 공포 기억을 붙잡는 뇌 속 물질 ‘GABA’ 기초과학연구원(IBS) 과 이화여대 연구진은 PTSD 환자의 뇌를 분석해봤습니다. 그 결과, ‘별세포’라는 뇌세포가 만들어내는 억제성 물질 ‘GABA’가 지나치게 많다는 사실을 발견했습니다. 이 물질은 뇌의 공포 반응을 계속 자극하며, 기억을 없애지 못하게 막습니다. 연구팀은 이를 억제하는 신약 ‘ KDS2010 ’을 동물 실험에 사용해 증상이 호전되는 효과도 확인했습니다. 향후전망 이번 연구는 PTSD 치료의 새로운 길을 열었습니다. 단순한 증상 완화가 아닌, 원인을 잡는 치료 전략이 가능해진 것이죠. 앞으로는 PTSD뿐 아니라 불안장애, 조현병 등 다양한 정신질환에도 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다. ▲ PTSD에서 별세포 GABA 조절 메커니즘 및 신약 KDS2010의 치료 효과 요약 ▲ PTSD 환자의 전전두엽 GABA 및 뇌혈류 변화와 회복 경향 ▲ 전전두엽 GABA 농도가 뇌혈류량을 통해 PTSD 증상 심각도에 미치는 영향 분석한 결과 ▲ PTSD 환자 전전두엽에서 관찰되는 비정상적인 별세포 GABA 및 관련 효소 변화 ▲ PTSD 동물모델에서 전전두엽 별세포 MAOB가 공포기억 소거에 필요충분 조건을 만족 ▲ 별세포 GABA 합성 저해제 KDS2010 투여 시 PTSD 동물 모델의 증상 개선

▲ 중증 반응성 별세포에 의한 신경세포 사멸 및 치매 병증 유도 기작 별세포는 독소에 노출되면 이에 반응하여 반응성 별세포로 기능이 변화하고, 중증 반응성 별세포가 유도되었을 경우, 신경세포 사멸을 포함한 치매 병증이 촉진된다. 이 과정에서 마오비 효소의 활성 증가 및 과산화수소 생성이 이러한 치매 진행에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명하였다. 치매의 원인과 신경세포 사멸의 세포와 분자수준의 기전이 밝혀졌다. 기초과학연구원 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장과 전희정 선임연구원 연구팀은 한국과학기술연구원 뇌과학연구소 류훈 단장 연구팀과 함께 치매 초기에 나타나는 반응성 별세포에 의한 신경세포 사멸과 치매병증 유도 기전을 처음으로 밝혀냈다. * 비신경세포인 별세포가 뇌질환으로 인해 크기와 기능이 변한 상태 과학기술정보통신부와 기초과학연구원 및 한국과학기술연구원은 이번 성과가 11월 17일 1시(한국시간) 세계적인 학술지 네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience, IF 21.126)에 게재되었다고 밝혔다. 치매는 오랜 기간에 걸쳐 진행되는 질병으로, 치매 후기 단계에 신경 세포 사멸이 유도되면 치매의 진행을 막을 수 없다. 따라서 신경세포 사멸 전 단계의 원인과 과정을 이해하는 것이 중요하다. 이에, 연구진은 뇌가 독성 물질을 분해하는 과정에서 나타나는 반응성 별세포가 치매 초기에서도 나타난다는 사실에 주목하여, 반응성 별세포 중 중증 반응성 별세포가 신경세포의 사멸과 치매를 유도한다는 사실을 실험적으로 증명하는데 성공하였다. 연구진은 새롭게 개발한 별세포의 반응성 조절 모델을 통해, ‘경증 반응성 별세포’는 자연적으로 회복되는 반면, ‘중증 반응성 별세포’는 비가역적으로 신경세포를 사멸시키고 치매를 진행시킨다는 사실을 확인하였다. 이에 대한 기전으로, 별세포에 의한 독성 물질 분해 과정에서 활성화된 모노아민 산화효소 B (MAO-B) 단백질과 이로 인하여 과량 생성된 활성 산소의 한 종류인 과산화수소가 ‘중증 반응성 별세포’뿐만 아니라, 뇌염증...