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Research

DGIST, 우울증 치료효과를 극대화할 수 있는 메커니즘 발견해

  • 조회. 585
  • 등록일. 2019.05.16
  • 작성자. 홍보팀

DGIST, 우울증 치료효과를 극대화할 수 있는 메커니즘 발견해
- DGIST 뇌·인지과학전공 오용석 교수팀, 해마구역 내 모시세포의 활성 조절만으로 항우울제 효능 발현 최초 규명
- 기존 항우울 약물의 작용 기전(機轉) 이해의 실마리 제공, 차세대 속성 우울증 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대

 

 

현대사회의 심각한 정신질환 중 하나인 우울증의 치료를 위한 항우울 제의 효능에 관여하는 근원적인 신경회로 메커니즘을 DGIST 교수진이 규명했다. 이는 향후 우울증 치료의 효과 및 속도를 앞당길 수 있는 차세대 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

DGIST(총장 국양)는 뇌·인지과학전공 분자정신의학연구실 오용석 교수연구팀이 뇌 속 해마구역1) 내 감정조절 신경회로를 구성하는 모시신경세포의 활성변화가 세로토닌2)계 항우울제의 치료효능에 결정적인 역할을 한다는 사실을 규명했다고 16일(목) 밝혔다

우울증은 적기에 치료받지 못하면, 환자 및 가족의 삶의 질을 황폐화 시킬 뿐만 아니라, 극단적인 경우 자살에까지 이르게 되는 심각한 정신질환이다. 특히 우리나라는 OECD 국가중 높은 자살율을 기록(인구10만명당 24.3명, 2017년 기준)해 왔으며, 총 5664억원의 의료비가 지출되는 등 사회-경제적으로 심각한 사회문제로 떠오르고 있다.

현재 우울증의 치료를 위해서는 세로토닌계 항우울제 (SSRI3), SNRI4))가 가장 광범위하게 처방되고 있지만, 높은 약물저항성, 다양한 부작용, 치료효과 지연 등과 같은 여러 약점을 가지고 있다. 특히, 항우울제 투여 후 신경계 내 세로토닌 증가는 1시간 이내에 즉각 일어나지만, 환자의 기분개선을 포함한 치료효과는 빨라야 2~3주, 평균적으로 2달 이상의 장기투여 후에나 나타난다. 이러한 치료효과의 지연현상은 단순히 세로토닌의 양이 효능을 좌우하는 것이 아니라, 감정조절 신경회로의 근본적인 활성변화를 유도함으로써 효능을 나타낼 것이라는 것을 암시해 왔다. 하지만 이와 관련한 메커니즘은 아직 잘 알려져 있지 않았다.

오용석 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 해마 신경회로를 구성하는 모시세포가 항우울제의 단기투여가 아닌 장기투여 조건에서만 활성이 증가한다는 것과, 이러한 약물에 의한 신경회로의 가소성 변화가 항우울제의 직접적인 효능에 필수적이라는 사실을 밝혔다. 주목할만한 점은 모시세포의 단기간 활성유도만으로도, 항우울제의 장기처방과 유사한 정도의 성체신경발생활성과 부분적 감정행동의 변화를 일으키는데 충분했다는 사실이다. 즉, 기존 항우울약물의 느린 치료효과를 극복하고, 목적지에 빨리 도달할 수 있는 지름길을 개척할 수 있는 단서를 발견한 것이다.

DGIST 뇌·인지과학전공 오용석 교수는 “항우울제의 장기처방이 해마 모시신경세포의 활성조절과정을 거쳐 약물효과를 나타낸다는 사실을 밝혔다. 이는 항우울제의 치료지연반응과 연관된 신경세포 활성변화 조절 현상을 발견했다는 점을 고려할 때, 기존 치료약물의 단점을 극복한 높은 약물순응도와 속성-차세대 항우울제 개발을 위한 중요한 단서를 제공해 줄 것으로 기대된다.”라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 세계 최고수준의 정신의학 학술지인 ‘분자정신의학지(Molecular Psychiatry)’ 온라인 판에 게재되었다. 

 

1) 해마는 관자엽의 안쪽에 위치하면서 둘레계통(변연계)에서 한가운데 원호의 일부분을 차지한다. 학습, 장기기억과 공간 개념, 새로운 것의 인식, 감정적인 행동조절 등의 역할을 한다.

2) 세로토닌은 뇌ㆍ내장조직ㆍ혈소판(血小板)ㆍ비만세포에 들어 있는 물질이다. 인간과 동물의 중추신경계에 주로 존재하며 행복의 감정을 조절한다. 항우울제 투여 시 1차적인 표적분자이다.

3) SSRI(Selective Serotonin Reuptake Inhibitors),선택적 세로토닌 재흡수 억제제. 항우울작용이 있는 신경전달물질인 세로토닌의 재흡수를 선택적으로 억제하여 세로토닌 양을 늘려서 작용을 증강시키는 약제로, 우울증 외에 공황장애 등 불안장애에 이용된다.

4) SNRI(Serotonin-noradrenaline Reuptake Inhibitor),세로토닌·노르아드레날린재흡수억제제. 뇌 내의 신경전달물질인 세로토닌과 노르아드레날린의 재흡수를 억제하는 항우울제이다.

 

◇연구결과개요

Hippocampal mossy cell involvement in behavioral and neurogenic responses to chronic antidepressant treatment. 
Seo-Jin Oh, Jia Cheng, Jin-Hyeok Jang, Jeffrey Arace, Minseok Jeong, Chang-Hoon Shin, Jeongrak Park, Junghee Jin, Paul Greengard and Yong-Seok Oh * 
(Molecular Psychiatry, on-line published on March 5th, 2019) 

 현대사회에서 우울 장애의 증가는 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 해당 질병을 치료하기 위해 다양한 항우울제가 개발되어져 왔지만, 현존하는 항우울제는 약물저항성이나 약물 효과 지연 등의 부작용을 가지고 있다. 따라서, 우울증의 발생 메커니즘과 항우울제 기전을 명확히 밝혀내야 할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 항우울약물 장기처방동안 해마 신경회로 내 특정 세포군에서 서서히 가소성 변화가 일어나며, 궁극적으로 이러한 세포활성의 변화가 항우울 약물의 효능의 발현에 필수적이라는 사실을 밝혀 냈다.

 대뇌의 해마 구역은, 사건에 대한 기억 및 불안감등과 같은 감정 조절에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 해마 구역의 치아이랑 (Dentate gyrus)의 신경회로를 구성하는 모시세포 (mossy cells)  가 우울증과 항우울 약물 반응에서 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 또한, 모시세포 내 존재하는 분자복합체는 해당 세포의 활성 조절에 중요한 역할을 하며, 모시세포의 활성 자체는 항우울 약물 기전을 조절하는데 있어서 중요한 역할을 함을 밝혔다. 즉, 모시세포의 활성이 항우울 약물이 작용하는 데 있어서 중요하게 기여하고 있음을 밝혀낸 연구이다.  이러한 연구 결과는 항우울 약물 기전에 대한 이해와 차세대 속성-항우울제 약물 개발에 있어서 중요한 단서를 제공해줄 수 있을 것으로 기대한다.  


◇연구결과문답

Q. 이번 성과 무엇이 다른가?
감정 조절에 중요한 역할을 한다고 알려진 해마 구역 내 모시 세포의 역할은 현재까지 많이 알려지지 않았다. 이번 연구에서는 해마 구역 내 모시 세포가 항우울 약물 작용에 중요한 역할을 하며, 해당 세포의 활성 조절 만으로도 약물 기전에 영향을 미칠 수 있음을 밝혔다. 

Q. 어디에 쓸 수 있나?
해당 연구의 결과는 항우울 약물 기전을 이해하는 데 있어서 단서를 제공할 뿐만 아니라 속성 우울증 치료제 개발에도 큰 기여를 할 것이라 기대한다.

Q. 실용화까지 필요한 시간과 과제는?
해당 세포의 활성이 중요한 역할을 한다는 사실은 명백하지만, 항우울제 작용 원리와 관련하여 해당 세포의 활성을 조절하는 중요 인자가 모시세포 내에 존재 할 것이라 생각한다. 따라서, 해당 세포내 활성 조절에 중요한 인자를 도출해 내고 또한 해당 인자를 세포특이적으로 조절 할 수 있는 기술이 개발된다면, 치료지연효과를 극복한 새로운 치료기법의 도출로 이어질 수 있다. 이를 위해 진행중인 후속연구를 통해 모시세포 활성의 조절이 가능한 생체 분자의 동정 및 이의 제어기술이 도입이 되어야 실용화 가능할 것이라 생각한다. 

Q. 연구를 시작한 계기는?
현재 널리 사용되는 우울증 치료제는 치료효과의 지연 발현이라는 큰 단점을 가지고 있으며, 이와 관련한 명확한 메커니즘이 밝혀지지 않았다. 따라서, 항우울제의 치료지연이 발생하는 분자/세포/신경회로 기전은 중요하다고 할 수 있지만, 현재까지의 연구는 매우 미비한 실정이다. 

Q. 어떤 의미가 있는가?
해당 연구에서는 해마 구역 내 모시 세포의 가소성 조절이 항우울 약물효능의 발현에 필수적이라는 사실을 처음으로 규명해냈으며, 이러한 연구 결과는 속성-항우울 약물 기전 연구에 중요한 단서를 제공 해줄 것으로 기대한다. 

Q. 꼭 이루고 싶은 목표는?
기존 항우울 약물의 다양한 한계점으로 인해 차세대 항우울약물을 개발하기 위한 새로운 분자타겟의 발굴 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 본 연구를 통해 항우울약물반응의 지연현상을 설명할 수 있는 분자/세포/신경회로 기전의 연구성과를 바탕으로, 약물저항성은 낮음에도 불구하고, 투약 시작 후 빠르게 약효를 낼 수 있는 속성 항우울약물의 개발을 위한 약물 타겟 및 후보물질의 발굴을 이루고 싶다. 

 

◇그림설명


[그림 1] 항우울약물 작용 메커니즘 모식도

 

◇논문바로가기(클릭)

 

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