뇌 뉴런의 환각제 효과, 수시간에서 수분으로 단축... UC 데이비스 `획기적 도구` 개발

캘리포니아대학교 데이비스(UC Davis) 연구진이 환각제가 뇌 뉴런과 생체 분자에 미치는 영향을 신속하게 추적할 수 있는 획기적인 도구를 개발했다. 'CaST'(Ca2+-activated Split-TurboID)라고 명명된 이 비침습적 방법은 최근 네이처 메서드(Nature Methods)에 게재된 연구에서 소개됐으며, 뉴로사이언스 뉴스(Neuroscience News)가 보도했다. 이 새로운 단백질 기반 도구는 환각제의 신경가소성 효과에 대한 전례 없는 통찰을 제공하며, 우울증과 외상후 스트레스 장애(PTSD) 같은 뇌 질환 치료법 발전에 기여할 것으로 기대된다.

신속한 태깅으로 연구 혁신

연구 저자들에 따르면, CaST는 속도 면에서 두각을 나타낸다. 기존 방법이 수 시간 걸리던 세포 태깅을 단 10~30분 만에 완료할 수 있어 연구 효율성을 크게 높일 전망이다. 이는 환각제가 표적으로 삼는 세포 메커니즘을 정확히 파악함으로써 부작용이 적은 치료법 개발에 도움을 줄 것으로 보인다.

크리스티나 김(Christina Kim) UC 데이비스 신경학과 조교수가 이끄는 연구팀은 CaST를 사용해 실로시빈을 투여받은 쥐의 뉴런을 관찰했다. 이 도구는 칼슘 수치가 높은 세포에 태그를 부착해 정신 건강에 중요한 영역인 전전두피질의 뉴런을 식별했다. 김 교수는 "CaST의 장점은 자유롭게 행동하는 동물에게도 사용할 수 있다는 점"이라며 도구의 다양한 활용 가능성을 강조했다.

환각제의 이점 규명

LSD, DMT, 실로시빈 같은 환각 물질은 뇌의 전전두피질에서 뉴런의 성장과 강화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 김 교수는 "이런 환각제가 작용하는 세포 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다"며 "이를 알면 같은 메커니즘을 표적으로 하되 부작용은 적은 다른 변형 물질을 설계할 수 있다"고 설명했다.

협력 연구와 향후 방향

정신약물 및 신경치료제 연구소의 설립 이사인 데이비드 올슨(David Olson)과 공동으로 진행된 이번 연구는 더 광범위한 연구의 길을 열었다. 연구팀은 CaST를 통해 뇌 전체의 세포 라벨링을 가능케 하고, 환각제의 영향을 받는 뉴런이 생성하는 개별 단백질의 특성을 풍부하게 만들 계획이다.

김 교수는 "이 샘플들을 UC 데이비스 단백체학 핵심 시설에 보내면 우리가 식별한 모든 단백질에 대한 편견 없는 그림을 제공받을 수 있다"고 말했다. 연구진은 환각제가 유도하는 신경 활동을 환각 작용이 없는 신경치료제가 유도하는 활동과 비교함으로써 환각제의 치료 효과에 대한 이해를 깊이 있게 할 계획이다.

정신 건강에 대한 유망한 함의

이번 연구 결과는 뇌 질환 치료에 상당한 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다. 환각제가 세포 프로필에 어떤 이점을 주는지 밝힘으로써 과학자들은 그 치료 효과의 단계별 과정을 규명할 수 있게 된다. 김 교수는 향후 실험에 대한 기대감을 표하며 "CaST는 이러한 신경치료제의 작용 메커니즘을 연구하는 데 중요한 도구가 될 것"이라고 말했다.