지난 2일 〈Neuron(신경과학)〉 저널에 발표
뉴욕대학교 신경과학자들, '인슐린 유사 성장 인자 2(IGF2)'의 역할 조사하면서 발견
"신경퇴행성 질환에서 혈관주위세포가 손실·오작동한다는 이전 연구와 중요한 점 연결"
혈관주위세포에 의한 IGF2의 생성이 학습 이벤트에 의해 향상되었다
"IGF2는 기억에 중요한 뉴런의 생물학적 반응에 영향 미치기 위해 다시 순환"
뉴욕대학교 신경과학자들이 실시한 연구에 따르면 신체의 작은 혈관인 모세혈관을 감싸고 있는 혈관주위세포가 뉴런과 협력하여 장기 기억이 형성되도록 돕는다는 사실이 밝혀졌다.
뇌 과학 /이미지=픽사베이 ⓒ케미컬뉴스CG
장기 기억에 관한 연구는 주로 뉴런, 뇌의 신경 세포의 역할에 초점을 맞춰왔는데 최근 몇 년 동안 과학자들은 신경 세포 외에 다른 세포 유형도 기억 형성과 저장에 필수적이라는 사실을 발견했다.
“이제 우리는 기억이 형성되고 저장되도록 하는 세포 메커니즘에 대해 더 확고한 이해를 하게 됐다"
연구팀은 다양한 세포 유형 간의 협력을 이해하면 기억 관련 질병을 해결하기 위한 치료법을 발전시키는 데 도움이 되기 때문에 중요하다고 설명한다.
"기억에서 새롭게 발견된 혈관주위세포의 기능과 알츠하이머병 및 기타 치매를 포함한 여러 신경퇴행성 질환에서 혈관주위세포가 손실되거나 오작동한다는 것을 보여주는 이전 연구 사이의 중요한 점을 연결한다"
혈관주위세포는 모세혈관의 구조적 완전성을 유지하는 데 도움이 되는데 구체적으로 뇌에 흐르는 혈액의 양을 조절하고, 병원체와 독성 물질이 모세혈관에서 뇌 조직으로 새어 나오는 것을 막는 장벽을 유지하는 데 핵심적인 역할을 한다.
장기 기억에서 혈관주위세포의 중요성에 대한 발견은 연구팀이 해마와 같은 뇌 영역에서 학습 후 증가하고 기억의 형성과 저장에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 단백질인 '인슐린 유사 성장 인자 2(insulin-like growth factor 2, IGF2)'의 역할을 조사하면서 나타났다. 이들은 해마의 뇌세포에서 IGF2의 가장 높은 수치가 뉴런이나 신경교세포 또는 기타 혈관 세포에서 오는 것이 아니라, 오히려 혈관주위세포에서 나온다는 것을 발견했다.
'신경 활동은 혈관 주위 세포에서 IGF2 발현을 유도하여 장기 기억을 형성한다' /연구 이미지=〈Neuron(신경과학)〉
IGF2의 회음부에서의 존재는 어떻게 기억과 연결되는가?
과학자들은 IGF2를 생성하는 혈관주위세포를 가진 쥐와 그렇지 않은 쥐의 행동을 비교하는 일련의 인지 실험을 수행했다. 일부에서 IGF2 생성 능력을 제거함으로써, 연구자들은 신경학적 과정에서 혈관주위세포와 IGF2의 중요성을 분리할 수 있었다.
쥐들은 가벼운 발 충격을 특정 상황과 연관시키는 법을 배우거나 새로운 위치에 놓인 물체를 식별하는 법을 배우는 등 일련의 기억력 테스트를 받았는데, 연구 결과 해마에서 혈관주위세포에 의한 IGF2의 생성이 학습 이벤트에 의해 향상되었다는 것을 보여주었다.
혈관주위세포에 의한 IGF2의 이러한 증가는 뉴런의 활성에 반응하여 발생하여 일치된 뉴런-세포 작용을 드러냈고, 또한 혈관주위세포에 의해 생성된 IGF2는 기억에 중요한 뉴런의 생물학적 반응에 영향을 미치기 위해 다시 순환하는 것으로 나타났다.
연구팀은 "주위세포에서 생산되어 뉴런에 작용하는 IGF2는 신경혈관 단위가 혈액 장벽의 기능뿐만 아니라 신경 반응을 조절하고 뇌 손상 및 염증에 영향을 미칠 수 있다는 생각을 뒷받침한다"라고 밝혔다. 또한 “장기 기억이 형성되도록 하려면 뉴런과 혈관 주위세포 사이의 협력이 필요하다" 라며, "우리의 연구는 기억의 생물학에 대한 새로운 시각을 제공하지만, 기억과 그 질병에서 혈관주위세포와 혈관계의 역할을 더 깊이 이해하려면 더 많은 연구가 필요하다"라고 말한다.
해당 연구는 〈Neuron(신경과학)〉 저널에 논문명 'Neuronal activity drives IGF2 expression from pericytes to form long-term memory(신경 활동은 혈관 주위 세포에서 IGF2 발현을 유도하여 장기 기억을 형성한다)'로 지난 2일 발표되었다.
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