단백질 FKBP5가 뇌에 미치는 영향 규명
신경과학 분야 상위 9% 국제학술지 '프로그레스 인 뉴로바이올로지(Progress in Neurobiology)' 게재
정지혜 교수(교신저자, 왼쪽)와 장승재 박사(제1저자). (사진=건국대 제공) *재판매 및 DB 금지
[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 건국대는 본교 생명과학특성학과 정지혜 교수와 한정수 교수, KU신경과학연구소 박호용 교수 연구팀이 스트레스 회복력(resilience)에 영향을 주는 뇌 속 단서를 발견했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 스트레스 호르몬 수용체 조절에 관여하는 단백질 FKBP5가 뇌 해마의 시냅스 기능에 어떤 방식으로 영향을 미치는지에 대한 구체적인 기전을 규명했다.
FKBP5는 스트레스 호르몬인 글루코코르티코이드의 수용체를 조절하는 단백질로, 유전적 변이에 따라 기능이 달라지며 정신질환 위험도와도 관련이 있다.
연구팀은 FKBP5 유전자가 제거된 생쥐(FKBP5 KO)의 뇌를 분석했다. 그 결과 기억과 감정을 조절하는 해마(hippocampus) 부위에서 시냅스가 강해지는 과정(LTP)은 비교적 정상적으로 유지됐지만, 시냅스가 약화되는 과정(LTD)은 정상적으로 일어나지 않았다.
해마 시냅스의 강화(LTP)와 약화(LTD)는 뇌의 유연성을 나타내는 가소성(plasticity)의 핵심 메커니즘으로, 정보 처리, 학습, 기억 등에 필수적인 신경 반응이다. 스트레스 호르몬이 분비될 때 해마의 LTD 기능이 손상된다는 연구가 보고된 바 있다.
FKBP5 유전자가 제거된 동물 모델에서 가장 두드러진 행동적 특징은 스트레스에 대한 높은 회복탄력성이었다. 세포 내 신호 전달에 중요한 탈인산화효소 칼시뉴린(calcineurin)이 FKBP5가 결핍된 생쥐에서 과도하게 활성화됐다.
이 과도한 활성화가 LTD 손상의 원인으로 작용했다. 실제로 칼시뉴린 활성을 억제하자 FKBP5 결핍 마우스에서도 LTD 기능이 회복됐다. 특히 FKBP5가 제거된 생쥐는 스트레스를 받은 후에도 LTD 기능에 추가적인 손상이 발생하지 않았다.
연구팀은 스트레스 호르몬 수용체 조절에 관여하는 단백질 FKBP5가 뇌 해마의 시냅스 기능에 어떤 방식으로 영향을 미치는지에 대한 구체적인 기전을 규명했다.
FKBP5는 스트레스 호르몬인 글루코코르티코이드의 수용체를 조절하는 단백질로, 유전적 변이에 따라 기능이 달라지며 정신질환 위험도와도 관련이 있다.
연구팀은 FKBP5 유전자가 제거된 생쥐(FKBP5 KO)의 뇌를 분석했다. 그 결과 기억과 감정을 조절하는 해마(hippocampus) 부위에서 시냅스가 강해지는 과정(LTP)은 비교적 정상적으로 유지됐지만, 시냅스가 약화되는 과정(LTD)은 정상적으로 일어나지 않았다.
해마 시냅스의 강화(LTP)와 약화(LTD)는 뇌의 유연성을 나타내는 가소성(plasticity)의 핵심 메커니즘으로, 정보 처리, 학습, 기억 등에 필수적인 신경 반응이다. 스트레스 호르몬이 분비될 때 해마의 LTD 기능이 손상된다는 연구가 보고된 바 있다.
FKBP5 유전자가 제거된 동물 모델에서 가장 두드러진 행동적 특징은 스트레스에 대한 높은 회복탄력성이었다. 세포 내 신호 전달에 중요한 탈인산화효소 칼시뉴린(calcineurin)이 FKBP5가 결핍된 생쥐에서 과도하게 활성화됐다.
이 과도한 활성화가 LTD 손상의 원인으로 작용했다. 실제로 칼시뉴린 활성을 억제하자 FKBP5 결핍 마우스에서도 LTD 기능이 회복됐다. 특히 FKBP5가 제거된 생쥐는 스트레스를 받은 후에도 LTD 기능에 추가적인 손상이 발생하지 않았다.
정지혜 교수 연구 관련 그림. (사진=건국대 제공) *재판매 및 DB 금지
이번 연구는 FKBP5가 칼시뉴린의 활성을 통해 특정 단백질의 인산화 정도를 조절해 시냅스 약화 과정에 직접 관여하며, 그 결과 스트레스에 대한 회복력을 좌우할 수 있다는 점을 입증했다.
즉 FKBP5는 단순한 스트레스 반응 단백질을 넘어, 뇌의 유연한 적응 반응을 조절하는 핵심 분자 조절자로 기능함을 시사한다.
정 교수는 "스트레스를 잘 이겨내는 사람과 그렇지 못한 사람 사이의 차이를 뇌 수준에서 설명할 수 있는 단서를 제공한 연구"라고 설명했다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
즉 FKBP5는 단순한 스트레스 반응 단백질을 넘어, 뇌의 유연한 적응 반응을 조절하는 핵심 분자 조절자로 기능함을 시사한다.
정 교수는 "스트레스를 잘 이겨내는 사람과 그렇지 못한 사람 사이의 차이를 뇌 수준에서 설명할 수 있는 단서를 제공한 연구"라고 설명했다.
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