기초과학연구원(IBS)은 이창준 연구단장이 이끈 연구팀이 경북대, 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 특정 장소를 선호하게 하는 뇌의 작동원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 뇌 세포중 가장 많은 수를 차지하는 별 모양의 세포인 ‘별세포’에 행복감을 유발하는 화합물인 오피오이드(엔돌핀, 모르핀, 담고 등)가 결합하는 과정에서 이 같은 현상이 발생한다는 것이다.
뇌에서 장소에 대한 기억을 담당하는 부위는 해마다. 해마의 별세포에는 뮤-오피오이드수용체가 존재하는 데 오피오이드가 이 수용체를 활성화해 결합한다는 사실을 이 단장팀은 최초로 밝혀냈다. 이 단장팀은 동물행동실험을 활용했다. 두 개의 방을 자유롭게 오고갈 수 있는 쥐가 2어느 방을 더 선호하는 지를 파악한 뒤, 선호하지 않는 방에 있을 때 모르핀을 주사했다. 이후 쥐의 행동을 다시 관찰한 결과, 선호하지 않던 방을 더 선호하게 되었다고 연구팀은 소개해다. 해마의 별세포에 있는 뮤-오피오이드수용체가 장소에 대한 선호 기억 형성에 관여한다는 뜻이다. 해당 뮤-오피오이드수용체의 발현을 조절하는 실험도 이뤄졌다. 연구팀은 이를 통해 뮤-오피오이드수용체가 해마 별세포로부터 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트 분비를 촉진해 해마 시냅스 신경세포 사이의 신호전달을 강화시키고, 이는 장기강화(LTP)로 이어져 특정 장소를 선호하게 한다는 점을 규명했다. 남민호 KIST 신경과학연구단 연구원은 “뇌에서 베타-엔돌핀 호르몬이 분비되거나 강력한 마약성 진통체인 모르핀을 투약하는 경우, 행복한 감정을 느낌과 동시에 장소에 대한 정보를 받아들여 특정 장소 선호 기억을 형성하게 된다”고 말했다. 이창준 단장은 “행복한 감정과 좋아하는 감정뿐만 아니라 사랑이란 감정이 생기는 이유를 알아가는 데까지 연구를 확장해 나갈 계획”이라고 말했다.
이번 연구 성과가 앞으로 마약 중독 치료 등의 길을 여는 계기가 될 수도 있다. 뮤-오피오이드수용체가 모르핀 중독과 관련되어 있음을 유추할 수 있다는 게 이 단장의 견해다. 특히 마약성 진통제인 모르핀 중독의 심층적인 기전을 규명하고 치료법을 개발하는 데 큰 기여를 할 것으로 그는 기대했다.
이번 연구성과는 31일자로 국제학술지인 셀 리포트(Cell Reports)의 온라인판에 게재됐다. /민병권기자 newsroom@sedaily.com
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