뇌 신경정신 질환 마우스 모델에서 발견된 해마의 '과성숙' 및 '가속 노화' 현상¶
원제목: Hyper-maturity and accelerated aging in the hippocampus of mouse models of neuropsychiatric disorders with anxiety-like behavior
핵심 요약
- 해마의 신경세포 및 교세포의 과성숙은 신경정신 질환과 관련될 수 있음을 시사함.
- 과성숙 현상은 단순히 발달 지연(미성숙)과 달리, 특정 유전자 발현 패턴에서 두 가지 차원, 즉 '발달 강화'와 '노화 가속'을 포함함.
- 해마의 과성숙 및 가속 노화는 불안 유사 행동과 연관되며, 새로운 치료 및 항노화 표적으로 가능성을 제시함.
상세 내용¶
해마의 신경세포와 교세포가 정상적으로 성숙하는 것은 감정 조절 및 인지 기능에 매우 중요합니다. 이전 연구에서는 신경발달 지연, 즉 '가성 미성숙' 현상이 다양한 신경정신 질환과 관련 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 그러나 이와 반대되는 '과성숙' 현상은 상대적으로 덜 탐구되었습니다. 본 연구는 16가지 마우스 모델에서 수집된 260,000개 이상의 오믹스 데이터셋을 종합적으로 분석한 결과, 17개의 데이터셋에서 해마의 과성숙 현상을 발견했습니다. 이 모델들은 유전적, 약리학적 또는 실험적 조작을 통해 특정 행동적 특징을 나타냈으며, 일반적인 후기 발달 단계에서 관찰되는 유전자 발현 변화가 두드러지게 나타났습니다. 대표적으로 세로토닌 수송체 유전자 결핍 마우스, 당질코르티코이드 수용체 과발현 마우스, 코르티코스테론 처리 마우스, 22q11.2 결실 증후군을 모사한 마우스, 특정 리소좀 저장 질환 마우스, 그리고 노화 촉진 마우스 등이 포함되었습니다. 이러한 모델들을 대상으로 한 유전자 발현 패턴 분석 결과, 특히 시냅스 관련 유전자들이 과성숙 특성과 밀접하게 연관되어 있음을 확인했습니다. 또한, 공개된 행동 데이터 분석을 통해 해마의 과성숙 모델은 주로 불안 유사 행동을 보이는 경향이 있는 반면, 미성숙 모델은 반대 패턴을 보이는 것으로 나타났습니다. 흥미롭게도, 해마의 과성숙 현상은 두 가지 주요한 전사체적 차원을 포함하는데, 하나는 '향상된 후기 발달'이고 다른 하나는 '가속화된 노화'입니다. 예를 들어, 노화 촉진 마우스 모델은 발달 강화 차원에 더 부합하는 반면, 코르티코스테론 처리 마우스나 리소좀 저장 질환 모델은 노화 가속 차원을 더 잘 반영했습니다. 추가적으로 단일 세포 RNA 시퀀싱 데이터를 통합 분석한 결과, 미세아교세포와 과립세포가 노화 관련 전사체 변화에 기여할 수 있음을 시사했습니다. 이러한 연구 결과는 해마의 과성숙과 가속 노화가 불안 유사 행동과 연관된 수렴적인 분자적 표현형일 수 있음을 제안합니다. 따라서 해마 성숙도의 양방향적 변화는 신경정신 질환의 진단적 특징으로 작용할 수 있으며, 새로운 치료 및 항노화 전략 개발의 표적이 될 가능성을 열어주고 있습니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 신경정신 질환 분야에서 기존의 '발달 지연' 관점에서 벗어나 '과성숙'이라는 새로운 개념을 제시했다는 점에서 매우 중요합니다. 특히, 뇌 기능과 밀접한 관련이 있는 해마에서 이러한 현상이 발견되었다는 점은 우리의 뇌 건강에 대한 이해를 넓혀줍니다. 단순히 뇌가 덜 발달했거나 퇴행하는 것이 아니라, 오히려 특정 기능이 과도하게 활성화되거나 예상보다 빠르게 노화하는 방식으로 질환이 발현될 수 있다는 점은 흥미롭습니다. 이것이 우리 일반인들에게 왜 중요할까요? 우리가 흔히 '정신 질환'이라고 하면 단순히 스트레스나 유전적 요인으로 치부하기 쉽지만, 뇌의 발달 및 노화 과정 자체가 비정상적으로 진행될 수 있다는 것을 보여주기 때문입니다. 또한, 이 연구는 '항노화'라는 키워드와도 연결됩니다. 뇌의 과성숙 및 가속 노화를 막는 것이 신경정신 질환 예방 및 치료에 단서가 될 수 있다는 가능성을 열어준 것입니다. 앞으로 이러한 과성숙이나 가속 노화를 늦추는 새로운 약물이나 치료법이 개발된다면, 우리는 더욱 건강하고 젊은 뇌를 유지하며 다양한 정신 건강 문제에 더 효과적으로 대처할 수 있을 것으로 기대됩니다.