대구가톨릭 의대-한국뇌연구원 공동연구팀, 뇌 속 ‘수동적 대처‘ 회로 규명

대구가톨릭대학교 의과대학 김정섭 교수

한국뇌연구원(KBRI) 구자욱 박사

대구경북과학기술원(DGIST) 김태은 연구원

대구가톨릭대학교 의과대학 김정섭 교수와 한국뇌연구원(KBRI) 구자욱 박사, 대구경북과학기술원(DGIST) 김태은 연구원(박사과정) 공동 연구팀이 만성 스트레스 상황에서 나타나는 ‘무기력증’의 뇌 속 원인을 밝혀냈다. 연구 결과는 국제학술지 ‘Molecules and Cells’ 3월호에 게재됐다.

24일 대가대의료원에 따르면 이번 연구의 핵심은 스트레스를 받을 때 ‘왜 어떤 사람은 적극적으로 문제를 해결하려 하고, 어떤 사람은 아예 포기해버리는지’에 대한 뇌 과학적 해답이다. 연구팀은 만성 스트레스 상황에서 상황을 극복하려 하지 않고 포기해버리는 ‘수동적 대처(Passive Coping)’, 즉 무기력증의 원인이 되는 뇌 신경 회로와 분자 기전을 규명했다.

연구 결과, 감정을 관장하는 편도체(BLA)에서 나오는 신호가 어디로 향하느냐에 따라 스트레스 반응이 완전히 달라지는 것으로 나타났다. 편도체 신호가 전두엽(mPFC)으로 전달되면 타인을 피하는 ‘사회적 회피’ 행동이 나타났고, 해마(vHPC)로 전달되면 절망하고 포기하는 수동적 대처, 즉 무기력 행동이 유발됐다.

특히 두 회로를 동시에 자극했을 때, 뇌는 해마로 향하는 회로를 우선적으로 작동시키는 ‘위계적 특성’을 보였다. 스트레스 상황에서 뇌가 더 쉽게 ‘포기 모드’로 기울 수 있는 생물학적 근거를 확인한 셈이다.

연구팀은 여기서 한 걸음 더 나아가, 왜 이런 변화가 일어나는지 유전자 수준에서 추적했다. 염색질 면역 침강법(ChIP)을 활용해 분석한 결과, 스트레스를 받으면 해마에서 ‘mGluR5-CREB’ 신호 전달 경로가 손상되고, 이로 인해 전사 인자(p-CREB)가 뇌 회복과 관련된 BDNF(뇌유래신경영양인자) 유전자의 특정 시작점(Promoter IV)에 결합하지 못한다는 사실을 밝혀냈다.

BDNF는 신경세포의 생존과 회복에 중요한 역할을 하는 단백질이다. 그런데 스트레스가 유전자 발현을 시작하는 ‘점화 스위치’ 자체를 꺼버리면서, 뇌의 회복 시스템이 원천적으로 차단된다는 것이다. 단순히 신호가 약해지는 수준이 아니라, 유전자 전사(Transcription) 과정 자체가 봉쇄되는 기전임을 확인했다.

김정섭 교수는 “이번 연구는 무기력증의 발병 원인을 신경 회로와 유전자 수준에서 입체적으로 규명했다는 데 의미가 있다”며 “향후 우울증 등 스트레스 관련 정신 질환 치료 전략 개발에 중요한 기초 자료가 될 것”이라고 말했다.