갈증 조절에서 소뇌의 새로운 역할 발견

"작은 뇌"라고도 불리는 소뇌는 독특한 구조와 세포 복잡성으로 인해 수 세기 동안 연구자들의 관심을 끌어왔습니다. 진화론적으로 볼 때 뇌에서 가장 오래된 영역 중 하나이기 때문입니다. 전통적으로 소뇌는 운동 제어 중추로만 여겨졌지만, 최근 연구에서는 인지, 감정, 기억, 자율신경 기능, 포만감, 식사 완료와 같은 비운동 기능에도 관여하는 것으로 나타났습니다.

네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience) 에 발표된 최근 생쥐 연구에서, 유니버시티 호스피털(UH), UH의 해링턴 디스커버리 연구소, 그리고 케이스 웨스턴 리저브 대학교의 연구진은 소뇌가 생존에 필수적인 기능인 갈증도 조절한다는 것을 발견했습니다. 구체적으로, 연구팀은 아스프로신 호르몬이 주변부에서 뇌로 확산되어 소뇌의 푸르키네 세포를 활성화시킨다는 것을 발견했습니다. 이는 물을 찾고 마시려는 충동을 증가시킵니다.

"저희 연구실에서 2016년에 발견한 호르몬인 아스프로신은 시상하부라는 뇌 부위의 핵심 '배고픔' 뉴런을 활성화하여 음식 섭취를 자극하고 체중을 유지하는 것으로 알려져 있으며, 뉴런 표면에 있는 '수용체'라는 단백질에 결합하여 작용합니다."라고 이 연구의 수석 저자인 아툴 초프라 박사가 말했습니다.

아툴 초프라 박사는 UH 해링턴 디스커버리 연구소의 연구원이자, 해링턴 희귀 질환 프로그램의 부소장이며, UH에서 대기 중인 의학 유전학자이자, 케이스 웨스턴 리저브 대학교 의과대학의 의학 및 유전학, 유전체학 부교수입니다.

이 호르몬은 작용을 위해 수용체를 필요로 하는데, 아스프로신이 식욕과 체중을 조절하는 능력의 경우, 그 수용체는 Ptprd입니다. 연구팀은 시상하부 외에도 소뇌에서도 Ptprd가 높게 발현된다는 것을 발견했지만, 그 기능적 중요성은 아직 밝혀지지 않았습니다.

"처음에는 소뇌에서 아스프로신의 작용이 시상하부와 음식 섭취를 조절한다고 생각했지만, 이는 사실이 아니었습니다. 켄터키 대학교에서 박사후 연구원이자 현재 자신의 연구실을 이끌고 있는 일라 미슈라가 소뇌의 아스프로신 민감성을 제거한 생쥐에서 수분 섭취가 감소한다는 사실을 발견하면서 획기적인 발견이 이루어졌습니다. 우리의 궁극적인 목표는 수분 섭취가 아닌 음식 섭취를 측정하는 것이었는데, 이는 뜻밖의 행운이었습니다."

이 쥐들은 또한 푸르키네 세포 활성 감소와 함께 갈증 감소를 보였다. 음식 섭취, 운동 조정, 그리고 학습에는 영향을 미치지 않았다. 반면, 시상하부 아스프로신 민감도가 제거된 쥐들은 음식 섭취가 감소했고 갈증에는 아무런 영향도 미치지 않았다.

초프라 박사는 "이번 연구 결과는 소뇌 푸르키네 세포의 갈증 조절에 대한 새로운 기능뿐만 아니라, 운동 조정 및 학습에서 이미 확립된 역할과는 별개로 독립적으로 조절된다는 것을 보여줍니다."라고 덧붙였습니다. "1세기 이상의 신경생물학 연구 끝에, 오랫동안 이해되어 왔다고 여겨졌던 뇌 부위의 중요한 새로운 기능을 여전히 발견하고 있다는 것은 매우 흥미로운 일입니다. 이번 발견의 더 큰 의의는 다갈증(과도한 갈증), 저갈증, 무갈증과 같은 갈증 장애를 치료할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 점입니다. 이러한 장애는 현재 치료법이 없습니다."