GR 단백질 활성 변화 모습. 후반부 신체와 두뇌에서 활성화된 것을 볼 수 있지만 염증반응은 중단되지 않았다.[한국기초과학지원연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국기초과학지원연구원은 서울센터 허송욱 박사 연구팀이 전남대 의대와 함께 신체 염증이 우울증을 유발하는 과정을 실시간 생체영상기술을 통해 규명했다고 4일 밝혔다.

그동안 임상 연구에서는 염증성 질환 환자들의 우울증 발생 빈도가 높다고 보고돼 왔지만, 신체 염증이 어떻게 우울증을 유발하는지는 정확히 알려진 바가 없었다. 이번 연구에서는 신체 염증이 뇌로 전이돼 우울증을 유발하는 과정을 생체영상을 통해 최초로 증명, 코로나19와 같은 바이러스 감염으로 인한 염증성 질환 환자들의 우울증에 대해서도 새롭게 접근할 수 있게 됐다.

염증은 신체를 보호하기 위한 필수적인 반응으로, 외부 자극으로 인한 손상을 억제하는 중요한 역할을 한다. 코로나19와 같은 바이러스나 세균 등으로 신체 감염이 발생했을 때, NFκB라는 단백질은 염증반응을 촉진시켜 생명체를 보호한다. 이 염증반응을 통해 외부 물질이 제거되면 GR 단백질이 불필요한 염증반응을 억제하는 작용을 한다. GR 단백질이 염증반응을 제대로 억제하지 못하면, 다양한 염증성 질환이 유발된다.

연구팀은 이 두 가지 단백질을 실시간으로 측정하고 관찰하기 위해 각각 표적 발광하는 고감도 센서를 개발했다. 이 NFκB 측정 센서와 GR 측정 센서를 살아있는 동물모델의 신체와 뇌에 주입한 후, 세균독소를 신체에 투여해 염증을 유도한 후 활성을 측정했다.

투여 후 초반부(1~6시간), 동물모델의 신체에서 염증반응이 촉진, 신체에 통증이 발생했음을 확인했다. 이 때 뇌에서는 염증반응이나 우울증 증상은 관찰되지 않았다. 중반부(6~10시간)에서는 신체의 염증반응이 억제됨을 GR 센서로 알 수 있었으며 뇌 염증반응이나 우울증 증상은 관찰되지 않았다.

후반부(10~12시간)에서는 뇌의 전두엽 부분에서 NFκB가 활성화돼 신체의 염증이 뇌로 전이됐다. 염증을 억제하는 GR 단백질도 뇌에서 활성화됐지만 제 기능을 하지 못해 뇌 속의 염증반응은 중단되지 않았다. 이는 GR 단백질이 염증 억제 기능을 상실해 우울증이 유발됐음을 보여준다.

뇌 속의 NFκB 및 GR 활성 변화와 동물행동 변화. 후반부 뇌에서 NFκB 활성이 억제되지 않아 우울증 증상을 보였다. [한국기초과학지원연구원 제공]

연구팀은 ‘발광형광 실험동물 이미징 시스템’을 활용해 실시간으로 동물모델의 염증현상을 정량적으로 측정하고 영상화했다. 이 이미징 시스템은 비침습적으로 살아있는 동물의 생명현상과 질병 발생과정을 분석하는 장비로, 방사선 피폭이나 실험동물의 희생 없이 동물을 마취시킨 상태에서 지속적인 경과를 관찰할 수 있다.

김재민 전남의대 정신과 교수는 “이번 연구결과는 신체염증과 우울증의 생물학적 관계를 새롭게 이해하고, 코로나19로 인한 염증성 우울증에 대한 진단과 치료에 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

허송욱 박사도 “우울증 및 염증연구 뿐만 아니라, 암, 면역학, 약물 연구 등 다양한 질환에 관한 공동연구를 추진해나갈 계획”이라고 말했다.

이번 연구결과는 정신의학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 피직이어트라이’ 최신호에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com