한국뇌연구원 인지과학연구그룹 정민영 선임연구원과 코사카 히로타카 일본 후쿠이대 교수 연구팀이 뇌영상과 타액을 분석해 통증의 개인차에 영향을 미치는 뇌-유전자의 연관성을 알아냈다고 밝혔다.

통증에 대한 개인차는 우리의 뇌가 통증 경험을 개인마다 다르게 재구성하고 있다는 의미인데  뇌 통증을 유전학적으로 접근하는 연구자들은 단일염기다형성 (single nucleotide polymorphisms)에 따라 통증자극에 대한 반응이 달라진다는 것을 발견한 바 있다.

하지만 통증의 개인차가 뇌 활동의 결과물인지, 유전자형의 차이 때문인지, 아니면 이 둘의 상호작용 때문인지 알려진 바가 거의 없다.

공동연구팀은 19~46세 성인 남녀 105명의 자기공명장치(MRI) 뇌영상과 타액을 수집해 사람마다 다르게 나타나는 통증 지각이 유전자와 감각지각, 인지, 정서를 모두 아우르는 뇌의 활동에 의해 결정된다는 것으로 알아냈다.

연구팀은  실험모델에게 고강도와 저강도 통증을 주는 '지각 연관 실험 모델'을 고안해 MRI 뇌영상을 촬영하자 강도에 따라 통증처리의 세가지 요소인 감각, 인지 및 정서 요소가 다르게 관여하는 것을 확인했다.

타액에서 수집한 유전자를 분석한 결과 통증 유전자로 알려진 뮤1_오피오이드 수용체(OPRM1) 유전자와 카테콜-오-메틸트란스피라제(COMT) 유전자가 유전자형에 따라 각기 다른 통증 요소에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

뮤1 유전자는 유전자형에 따라 감각 정보를 처리하는 후부섬피질과 인지와 관련된 상두정엽 내 모이랑의 뇌 활동에 영향을 줬다. 카테콜 유전자는 인지와 정서를 담당하는 뇌의 등쪽전대상피질에 영향을 준다는 것을 밝혀냈다.

특히 뮤1 유전자와 카테콜 유전자가 통증의 핵심영역으로 알려진 등쪽전대상피질에 공통적으로 영향을 주는 것을 발견했다. 이는 새로운 통증 치료제를 개발하는 타깃영역으로 볼 수 있다는 게 연구팀의 분석이다.

연구팀은 "이번 연구를 통해 통증처럼 여러 요인들의 복잡한 상호작용으로 결정되는 주관적인 경험을 유전자형과 뇌 활동량으로 비교적 쉽게 측정할 수 있는 연구패러다임을 구축했다"며 "특히 단시간 MRI 뇌영상과 타액 수집을 이용한 새로운 통증 치료 기술을 개발하는데 도움이 될 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 'Psychiatry and Clinical Neurosciences'에 게재됐다.