국내연구진이 아동학대 등 스트레스 상황을 겪게 될 경우 올 수 있는 정신질환의 발병 원인을 규명했다.

한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 정원석 교수 연구팀은 아동학대 및 방임 등 아동기 스트레스로 인해 발병되는 정신질환이 별아교세포의 과도한 시냅스 제거에서 기인함을 최초로 규명했다고 밝혔다.

스트레스로 인한 정신질환의 예방 및 치료에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 뇌에서 면역기능을 담당하는 별아교세포가 스트레스 호르몬에 반응해 과도하게 흥분성 시냅스를 제거하는 현상이 아동 학대 및 방임에 따른 정신질환 발병의 주요 원인임을 밝혀냈다.

연구팀은 스트레스 호르몬이라 불리는 합성 글루코코르티코이드가 별아교세포의 포식 작용을 비정상적으로 크게 높이는 것을 발견했다.

글루코코르티코이드는 당대사, 항염증 등 생명 유지에 필요한 역할을 하는 한편 스트레스와 같은 외부 자극에 의해 분비돼 신체가 대응할 수 있도록 한다.

하지만 만성 스트레스로 인해 글루코코르티코이드에 과도하게 장기간 노출되면 우울증, 인지장애, 불안 증세와 같은 다양한 정신질환이 발병할 수 있다.

연구팀은 아동기 스트레스로 인한 별아교세포의 기능 변화를 이해하고자 아동기 사회성 결핍 생쥐 모델을 활용했고 그 결과 스트레스 호르몬이 별아교세포의 글루코코르티코이드 수용체(GR)와 결합해 별아교세포의 포식 작용에 중요한 역할을 하는 MERTK라는 수용체의 발현을 크게 증가시킴을 알아냈다.

별아교세포는 증가된 MERTK를 통해 다양한 대뇌 피질에 존재하는 특정 신경 세포의 흥분성 시냅스만을 선택적으로 잡아 먹어 감소시켰으며, 이로 인한 비정상적인 신경 회로망 형성으로 추후 성인기에 사회성 결핍과 우울증 같은 복합적인 행동 이상이 일어남을 발견했다.

또 연구팀은 별아교세포와 함께 뇌 면역 기능에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려진 미세아교세포는 아동기 사회성 결핍 쥐 모델에서의 시냅스 제거에는 전혀 참여하고 있지 않음을 관찰했다.

이는 아동기 스트레스 상황에서 미세아교세포가 아닌 별아교세포가 특이적으로 스트레스 호르몬에 반응해 뇌의 환경을 조절하고 있음을 확인한 것이다.

연구팀은 이 같은 발견이 인간에게도 적용될 수 있는지를 알아보기 위해 인간 만능 유도 줄기세포에서 유래한 뇌 오가노이드를 활용해 스트레스 호르몬에 대한 반응을 확인했다.

연구팀은 인간 뇌 오가노이드에서도 스트레스 호르몬에 의해 별아교세포의 글루코코르티코이드 수용체와 포식 수용체가 모두 활성화됨을 발견했으며, 또한 별아교세포가 흥분성 시냅스를 과도하게 제거함을 확인했다.

정원석 교수는 “지금까지 아동기 스트레스와 뇌 질환 발병의 메커니즘은 잘 밝혀져 있지 않았지만, 이번 연구를 통해 과도한 별아교세포의 포식 작용이 정신질환 발병에 있어 중요한 원인이 될 수 있음을 최초로 증명했다”며 “추후 다양한 뇌 질환의 이해와 치료에 있어서 별아교세포의 면역기능 조절이 근본적인 타겟으로 응용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구결과는 국제학술지 'Immunity'에 게재됐다.