뉴런은 복잡한 세포 간 통신 시스템을 갖추고 있으며, 뉴런 표면에 있는 특수 수용체의 도움을 받아 화학 신호를 주고받고 해석합니다. 수용체는 뉴런 간의 정보 전달을 도와 신체에서 특정 신호가 활성화될 때 반응합니다. 예를 들어, 세로토닌이 방출되면 뇌 전체에 반응하는 세로토닌 특이 수용체 또는 세로토닌 수용체는 최소 14가지 유형이 있습니다. 최근 연구에 따르면 세로토닌 특이 수용체 중 하나인 5-HT2A라고도 하는 단일 G 단백질 결합 수용체가 시각 자극을 처리하는 방식에 영향을 미칠 수 있다고 합니다. 구체적으로, 이 수용체는 시각 피질에서 들어오는 시각 정보를 선택적으로 억제하여 “더” 또는 “덜” 중요한 것으로 처리합니다.
“단일 G 단백질 결합 수용체 유형(5-HT2A)에 의한 마우스 시각 피질의 다시냅스 회로에 걸친 감각 입력 제어”라는 제목의 이 연구는 올해 초 Nature Communications에 게재되었습니다. 아래에서는 이 연구가 특정 약물의 영향을 받는 사람과 환각을 유발할 수 있는 정신과적 장애가 있는 사람 모두의 시각적 환각을 이해하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 간략하게 설명합니다.
세로토닌 특정 수용체 이해하기
위에서 언급한 5-HT2A 수용체는 세로토닌 특이 수용체로, 뇌에서 방출되는 세로토닌의 화학 신호를 받아 처리하는 역할을 합니다. 세로토닌은 기분과 기억에 중요한 역할을 하는 신경전달물질로, 많은 정신과 치료에서 주요 표적이 되고 있습니다. 하지만 앞서 언급한 Nature Communications에 발표된 연구에 따르면 5-HT2A 수용체는 또 다른 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다: 바로 들어오는 시각적 자극을 “감쇠”시키는 것입니다. 이는 뇌가 시각 정보를 더 자유롭게 처리하고 해석할 수 있게 해주기 때문에 전반적으로 긍정적인 작용을 하며, 특정 시각 정보의 ‘중요도’를 선택할 수 있게 해줍니다. 그러나 이러한 수용체는 환각성 약물이나 정신과적 질환으로 인한 세로토닌 불균형에 반응하여 활성화되어 시각적 환각을 유발할 수도 있습니다. 연구팀은 이러한 연관성을 이해하기 위해 뇌의 수용체가 미치는 영향을 심층적으로 조사해야 했습니다.
세로토닌 특이적 수용체 메커니즘 연구
신경 네트워크에서 5-HT2A 수용체의 전체 기능을 조사하기 위해 연구팀은 바이러스를 사용하여 빛에 민감한 수용체 단백질을 뉴런에 도입했습니다. 연구팀은 빛에 민감한 수용체 단백질을 유전적으로 변형하여 세로토닌 특이 수용체 기능을 모방하도록 만들었는데, 5-HT2A 수용체와 달리 모방 수용체는 전등 스위치처럼 켜고 끌 수 있었습니다. 연구팀은 초박형 광섬유를 장착한 생쥐를 대상으로 이 모방 수용체를 테스트했습니다. 이 광섬유는 쥐의 적절한 뇌 영역에 빛을 전달하여 연구팀은 모방 5-HT2A 수용체가 쥐의 뇌에 미치는 영향을 관찰할 수 있었습니다. 이 방법을 통해 연구진은 흥미로운 사실을 관찰할 수 있었습니다: 5-HT2A 수용체는 들어오는 시각 자극의 강도를 선택적으로 억제하여 시각 자극이 어떻게 지각되는지를 결정합니다.
5-HT2A 수용체의 이 놀라운 기능은 여러 가지 의미를 내포하고 있습니다. 첫째, 연구자들은 현재 환각제 등을 통해 5-HT2A 수용체를 과도하게 활성화하면 뇌가 외부 자극과 무관하게 시각적 자극을 생성한다고 믿고 있습니다. 본질적으로 이러한 약물은 나무, 자동차, 다른 사람 등 사람을 둘러싼 시각적 자극을 잠재우고 존재하지 않는 시각적 자극을 ‘꿈’으로 만들어 환각을 유발합니다. 흥미롭게도 연구자들은 이러한 연구 결과가 시각적 환각을 유발하는 정신과 질환을 앓고 있는 사람들을 위한 새로운 치료법 개발에 기여할 수 있기를 희망합니다. 예를 들어, 5-HT2A 수용체를 선택적으로 표적으로 하는 환각제는 치료 저항성 정신 질환으로 고통받는 개인을 조절하는 치료 용량으로 사용될 수 있습니다.
정신과적 장애와 그 증상을 치료하기 위한 신약을 연구하기 위해 Scantox Neuro는 불안, 우울증, 사회적 행동 테스트, 세로토닌 경로의 분자적 변화 , 파발부민, 신경 염증 등 관련 행동, 조직학, 생화학 판독을 위한 BTBR T+ tf/J 및 Fmr1-KO 마우스 모델과 관련 데이터를 제공하고 있습니다.
Scantox 는 1977년부터 최고 수준의 약리학 및 규제 독성학 서비스를 제공하는 선도적인 북유럽 전임상 GLP 인증 임상시험수탁기관(CRO)입니다. Scantox 제약 및 생명공학 기업의 신약 개발 프로젝트를 지원하는 전임상 계약 연구 서비스에 중점을 두고 있습니다. 핵심 역량에는 탐색 및 효능 연구, PK 연구, 일반 독성 연구, 국소 내성 연구, 상처 치유 연구 및 백신이 포함됩니다. 서비스 및 연구 분야에 대해 자세히 알아보려면 뉴스레터를 구독하세요. 당사와의 파트너십에 관심이 있으시면 온라인으로 문의해 주세요.
