고령 우울증, 기존 약이 안 듣는 이유와 해마 신경의 비밀

우울증은 누구나 한 번쯤은 들어봤을 정도로 흔한 정신질환입니다. 그런데, 약을 먹어도 잘 낫지 않는 경우가 있다는 사실, 알고 계셨나요? 최근 KAIST 등 국내 연구진이 ‘왜 고령 우울증 환자에게 기존 항우울제 효능이 떨어지는지’를 밝혀냈습니다. 해마라는 뇌 부위의 신경 신호와 특정 단백질이 복잡하게 얽혀 있다는 건데요, 이번 연구는 광유전학 기술을 이용해 우울증 치료의 새길까지 제시했습니다. 지금부터 어렵고 복잡한 뇌과학 연구 이야기, 뇌 속 모험을 떠나볼까요?

우울증의 새 원인: 신경세포 손상만이 아니다

그동안 우울증은 신경세포들이 손상되어 생긴다고 알려졌습니다. 하지만 이번 KAIST 연구진은 “신경 신호 교란”이 더 큰 원인일 수 있음을 밝혀냈는데요. 우리 뇌의 해마, 특히 ‘치아이랑’이라는 영역에서 특정 신호 수용체가 제대로 작동하지 않으면 감정에도 문제가 생길 수 있다는 거죠. 즉, 뇌의 신경회로가 엉키면 기분도 따라 흔들릴 수 있다는 뜻입니다.

해마 치아이랑, 기억과 감정의 컨트롤타워

해마는 주로 기억을 저장하는 곳으로 알려졌지만, 그 안에 자리잡은 치아이랑(DG)은 신경세포가 자라나고 새로운 정보를 처음 받아들이는 장소입니다. 스트레스를 심하게 받으면, 이 치아이랑에서 “FGFR1”이라는 성장신호 수용체가 눈에 띄게 증가한다는 사실이 실험으로 확인됐습니다. 해마는 감정과 우울증에도 깊이 관여하는, 말 그대로 뇌의 감정 컨트롤타워 역할을 하죠.

FGFR1, 우울증을 좌우하는 신경 수용체의 역할

FGFR1은 성장인자를 받아들이고, 신경세포의 성장과 분화를 지시하는 신호를 전달합니다. 연구팀이 FGFR1 유전자가 없는 특수 마우스(cKO)를 만들어 실험하니, 이 마우스들은 스트레스에 훨씬 더 약했고 우울증 증상도 빨리 왔습니다. FGFR1이 없으면 뇌가 스트레스를 견디기 힘들어하는 셈이죠. 이 수용체가 우울증 저항력과 직접 연결돼 있다는 것입니다.

광유전학, 빛으로 신경을 켜다

연구진은 빛으로 FGFR1을 켤 수 있는 ‘optoFGFR1 시스템’을 개발했습니다. 즉, 마우스 뇌에 빛을 쬐면 FGFR1 신호가 살아나고, 그 마우스들은 다시 기분이 좋아졌습니다. 기존 항우울제와 다른 방식이죠. 빛이 뇌 속 신경을 켜면 우울 행동을 누그러뜨릴 수 있다는 게 실험으로 증명된 놀라운 결과였습니다.

고령 우울증, Numb 단백질이 치료 방해꾼?

하지만 나이가 든 우울증 마우스들에게는 빛을 쬐어도 효과가 없었습니다. 실험을 통해 확인한 건, 이때 ‘Numb’라는 단백질이 과도하게 만들어지면서 FGFR1 신호전달을 가로막는다는 사실이었죠. Numb는 일종의 차단벽처럼 작용하여 해마의 항우울 신경 신호를 막아버립니다. 고령 환자에게 약이 안 듣는 결정적 이유가 바로 여기에 있었습니다.

Numb 단백질 억제, 새로운 우울증 치료법의 실마리

연구진은 마우스에 Numb 억제 유전자(shRNA)를 투입하면서 FGFR1 신호를 동시에 활성화시켰습니다. 그랬더니, 원래는 빛 치료가 안 듣던 노화 마우스에서도 다시 신경 발생과 행동이 정상적으로 돌아왔습니다. 이제 Numb 단백질을 표적으로 하는 신약 개발 가능성이 아주 커진 것이죠. 고령 우울증 환자들에게 희소식입니다.

구체적인 뇌 조직 분석, 증거를 확보하다

이번 연구는 극단적 선택을 한 인간의 뇌 조직을 바탕으로 RNA 염기와 단백질 변화를 세밀하게 분석했습니다. 그 결과, 고령 우울증 환자의 해마에서만 Numb 단백질이 눈에 띄게 많았고, FGFR1 신호전달이 실제로 차단된 사실도 확인되었습니다. 동물실험뿐 아니라 실제 환자 뇌에서도 이런 분자적 증상을 본 셈입니다.

광유전학과 융합연구, 뇌질환 치료의 새 패러다임

한 가지 더 놀라운 점은 KAIST의 뇌신경과학 역량과 국과수의 법의학적 뇌 분석 기술, 그리고 아주대의 임상 노하우가 힘을 합친 융합연구 형식이었습니다. 덕분에 기초 뇌과학부터 임상적 실질 결과까지, 두루 연결되는 혁신적인 연구가 가능했습니다. 정신질환 치료법 개발과 임상 적용의 가교 역할을 할 수 있는 기반이 마련된 거죠.

국제적인 인정, 차세대 우울증 연구의 방향 제시

이 연구 결과는 ‘익스페리멘탈 앤 몰리큘라 메디슨’(Experimental & Molecular Medicine) 국제 저널에 게재되며 세계적으로 인정받았습니다. 우울증 분야의 새로운 치료 타깃을 국제적 학술 무대에서 처음 공개한 셈입니다. 연구는 정부 차원에서도 지원받았고, 앞으로 국내외에서 후속 연구가 활발하게 이어질 것으로 기대됩니다.

이번 연구를 통해 우울증이 단순히 신경세포가 망가져서 생기는 게 아니라, 신경 신호 경로와 특정 단백질의 복잡한 상호작용에 있다는 점이 명확해졌습니다. 특히 나이 든 환자들에게 만족스러운 치료가 어려웠던 ‘진짜 이유’를 분자적으로 밝혔다는 점이 주목할 만합니다. 앞으로 Numb 단백질을 겨냥한 신약 개발이 이어진다면, 인생 후반에도 마음의 건강을 회복하는 새로운 길이 열릴 수 있겠습니다. 혹시 우울증을 앓거나 가족 중에 환자가 있다면, 최신 연구 동향에 관심을 가져보고 미래 치료에 한걸음 더 가까이 다가가 보시길 추천합니다.

참고:

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=50610