연구는 주요 뇌 단백질이 쥐의 행동에 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다

케ンタ키 대학의 연구자들은 생쥐에서 보상에 대한 동기를 조절할 수 있는 주요 뇌 단백질을 발견한 팀의 일원이다.

연구 제목은 “Murine astrocytic vesicular nucleotide transporter의 결실이 불안 및 우울증 유사 행동을 증가시키고 보상에 대한 동기를 감소시킨다”이며, Molecular Psychiatry에 발표되었다.

“이 연구는 다양한 메커니즘을 통해 뇌 활동의 중요한 조정자를 탐구합니다. 궁극적으로 이를 더 잘 이해함으로써 신경학적 및 정신적 질환에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.”라고 의과대학 분자 및 세포 생화학과의 부교수인 Cai Weikang 박사가 말했다. 그는 Barnstable Brown 당뇨병 및 비만 연구센터(BBDOC)의 교수이기도 하다.

Cai 박사는 또한 이 연구를 지원한 국립 정신 건강 연구소의 보조금의 주요 연구자이다. 그는 이 논문의 제1 저자인 분자 및 세포 생화학과의 연구 조교수인 Qian Huang 박사와 협력하였다.

과학자들 팀은 중추 신경계를 지원하는 세포 종류인 별아교세포를 연구하였다. 이 세포들은 신경 세포와 소통하기 위해 분자를 방출하는 것으로 알려져 있으며, 정상적인 뇌 기능에 필수적이다.

예를 들어, 소포성 누클레오타이드 수송체(Vnut)라는 단백질은 일반적으로 세포에 에너지를 제공하는 특정 분자인 ATP의 방출을 매개한다. 연구자들은 Vnut를 통해 방출된 ATP가 어떤 뇌 기능에 중요한지를 배우고자 하였다.

Vnut의 기능적 중요성을 조사하기 위해 연구자들은 생쥐 모델의 별아교세포에서 이 단백질을 제거한 다음 생쥐의 행동을 분석하였다. 연구자들은 이 단백질 결실이 뇌 구조, 대사 또는 기억을 변화시키지 않는다는 것을 발견하였다.

팀은 또한 생쥐의 불안 및 우울증 유사 행동에서 Vnut의 손실을 공개 장 테스트 및 보상 테스트를 통해 살펴보았다.

“우리는 성체 생쥐에서 Vnut의 손실이 불안, 우울증 유사 행동을 증가시키고 더 중요한 것은 보상에 대한 동기를 감소시킨다는 것을 발견하였다. 특히 여성에서 그렇다.”라고 Cai가 말했다.

공개 장 테스트에서 연구자들은 암컷 생쥐가 개방된 영역보다 벽에 더 많은 시간을 보냈으며, 이는 불안한 태도를 나타낸다라고 말했다.

“현재 연구는 별아교세포에서 Vnut의 결실이 생쥐에서 우울증 유사 행동을 유도하는 데 충분하다는 것을 보여줍니다.”라고 Huang이 말했다. “여기서 작용하는 동일한 메커니즘이 인간의 우울증과 관련이 있을 수 있습니다.”

과학자들은 생쥐의 행동 변수에서 관심 부족 및 수영 테스트 중 이동성 증가를 기록하였다.

마지막으로, 보상에 대한 동기를 평가할 때 연구팀은 생쥐가 음식 펠렛을 얻기 위해 코로 장치를 찌르도록 훈련시켰다. 설탕이 포함된 달콤한 음식 펠렛은 정상적인 생쥐에게 강한 보상을 제공한다.

작업의 난이도가 증가하거나 음식을 얻기 위해 더 많은 찌르기가 필요할 때, 정상적인 암컷 생쥐는 보상 펠렛을 위해 계속해서 작업을 했다. 반면 Vnut가 결여된 암컷은 작업에 대한 포기를 더 빨리 하였으며, 이는 그들이 보상에 대한 동기가 감소했음을 의미한다—종종 인간의 주요 우울증의 임상적 징후이다.

중요하게도, Cai의 연구 그룹은 보상에 대한 동기 감소를 도파민의 감소된 수준에 연결지었다. 도파민은 설치류와 인간 모두의 동기 행동에 중요한 “행복한” 분자이다.

이 연구의 발견은 Vnut이 뇌에서 도파민 신호, 기분 및 동기의 조절에 중요한 단백질이며, 이는 불안, 우울증 유사 행동 및 보상에 대한 동기 감소와 같은 기능적 결과를 초래한다는 것을 시사한다.

“이 발견은 특정 뇌 영역의 특정 단백질이 감정 및 행동에 어떻게 영향을 미치는지를 이해하는 데 도움을 주며, 기분 장애에 대한 미래 연구를 위한 새로운 접근법을 제공합니다.”라고 Cai가 말했다.