뇌의 작은 RNA 네트워크가 이유...치료법 개발의 단초

(지디넷코리아=안희정 기자)국내 연구진이 뇌의 마이크로 RNA 네트워크를 분석해 니코틴이 중독되는 원리를 밝혔다. 앞으로 이번 연구가 다양한 약물 중독 현상과 금단 현상 재발 방지를 위해 마이크로RNA를 기초로 하는 치료법이 개발 되는데 도움을 줄 것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST) 신경과학연구단 임혜인 박사팀은 인간의 흡연과 유사하게 생쥐의 니코틴 중독을 일으키는 행동실험 장비를 이용해 니코틴에 중독된 생쥐 뇌의 마이크로RNA와 유전자를 통합적으로 분석하고, 뇌의 하베뉼라 부위에 위치한 마이크로RNA가 중독에 관여하는 원리를 밝혔다. 마이크로 RNA는 생명체 내에서 유전자 발현을 조절하는 짧은 길이의 RNA를 뜻한다.

뇌속의 해마(hippocampus) 바로 밑에 위치하는 아주 작은 부위인 하베뉼라(habenula) 영역은 흡연 시 니코틴에 의한 보상작용이나 금단현상에 관여하는 것이라고 알려져 있지만, 이러한 현상이 실제 어떻게 이루어 지는지는 명확히 알려지지 않았다.

담배

연구진은 사람이 스스로 흡연하는 것과 유사하게 생쥐가 스스로 니코틴을 투여할 수 있도록 만들어진 행동 실험 장비에서 니코틴에 중독된 생쥐 모델을 만들었다. 그리고 니코틴의 농도를 달리했을 때 생쥐의 니코틴 투여량을 비교했다. 이후, 뇌에서 하베뉼라 영역을 분리하여 마이크로RNA와 유전자의 변화를 니코틴을 투여하지 않은 대조군과 비교했다.

실험용 생쥐에서 니코틴을 스스로 투여하는 행동장치로 다양한 니코틴의 농도에 따라 체내로 투여되는 니코틴의 양이 어떻게 변화하는지를 실험한 결과이다.


생쥐는 행동 실험 장비 내에서 버튼을 누르면 정맥에 연결된 관을 통해 니코틴이 몸속으로 들어오게 된다. 이 방식은 기존의 연구자에 의한 약물 주사 방식과는 달리 생쥐가 자발적으로 니코틴을 투여한다는 점에서 인간의 흡연과 유사한 방식으로 니코틴 중독을 유발시킨다.

연구진은 하베뉼라 부위의 유전자를 통합적으로 조사했고 그 결과 변화가 두드러 지는 유전자들을 확인할 수 있었다. 이러한 유전자는 신경영양인자(neurotrophin), 칼슘 시그널링 경로 등에 관계된 유전자들로 기존에 다른 연구에서 흡연중독 현상과 밀접하다고 보고된 유전자들이다.

또한 연구진은 이러한 변화가 유전자 발현 조절인자인 마이크로RNA에 의한 것이라는 사실을 확인했다. 마이크로RNA는 주로 유전자 발현을 억제하는 기능을 하므로, 마이크로 RNA가 증가하면 유전자는 감소하게 된다. 이 결과를 바탕으로 마이크로RNA와 유전자의 변화 사이의 상관관계를 확인했으며, 니코틴에 중독되는 현상과 연계돼 있다는 것도 입증했다.

이번 연구는 니코틴 중독 현상에 마이크로RNA에 의한 유전자 조절현상이 관여하고 있음을 밝힌 것으로, 니코틴 외의 다양한 중독현상의 치료나 금단현상 방지를 위한 치료 등에 마이크로RNA가 이용될 수 있다는 가능성을 제시했다. 특히, 크기가 작은 마이크로RNA는 약물 전달 물질에 삽입해 체내로 전달이 용이하다고 알려져 있어, 약물치료제 개발에도 활용도가 높을 것으로 보인다.

임혜인 KIST 박사는 “최근 담배값의 상승과 더불어 담배중독 및 금연에 대한 관심이 급격히 증가하고 있지만 담배중독의 원인이나 치료법이 확실치 않았는데, 이번 연구결과를 통해 새로운 담배중독의 원인과 치료 방법 개발의 근간을 만들었다”고 연구 의의를 밝혔다.

한편 이번 연구결과는 과학 학술지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)에 8월11일자로 게재됐다.

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