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[IT뉴스]통증·가려움, 독립적 신경회로→맞춤형 치료법 나올까

온카뱅크관리자

2025-03-05 09:57:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> IBS 연구팀, 통증과 가려움 독립적 신경회로 규명 
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 [아이뉴스24 정종오 기자] 우리가 느끼는 통증과 가려움이 뇌 속에서 어떻게 처리되는지 규명됐다. 독립적 신경회로가 있었다.
 통증과 가려움은 다양한 질환에 동반되는 특징이 있다. 독립적 신경회로가 밝혀지면서 맞춤형 치료 전략 개발은 물론 감각 경험의 신경 메커니즘을 보다 깊이 이해할 수 있는 단서를 제공할 것으로 기대된다.
 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 인지 및 사회성 연구단 강봉균 단장 연구팀은 경북대 치과대학 고형곤 교수 연구팀과 함께 뇌의 전측대상회피질(Anterior Cingulate Cortex, ACC)에서 발생하는 통증과 가려움의 정보 처리 과정을 알아냈다. 특정 감각을 선택적으로 조절할 수 있음이 드러났다.
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 <img alt="특정 계절만 되면 가려움증을 호소하는 사람들이 많아진다. [사진=게티이미지뱅크]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/inews24/20250305094926085ybtu.jpg" data-org-width="553" dmcf-mid="tC1VPvyjh3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/05/inews24/20250305094926085ybtu.jpg" width="658">
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 특정 계절만 되면 가려움증을 호소하는 사람들이 많아진다. [사진=게티이미지뱅크]
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 통증과 가려움은 서로 다른 생리적·행동적 반응을 유도한다. 두 감각의 자극은 동일한 경로를 통해 전달된다고 알려져 있다. 말초의 자극으로부터 척수와 시상, 뇌간을 거쳐 전측대상회피질로 이어지는 경로다.
 같은 경로로 전달되는 이 신호를 우리 뇌에서 어떻게 구별해 처리하는지는 명확히 밝혀지지 않았다.
 전측대상회피질은 기본적 감각의 처리부터 기억 저장이나 고차원적 감정의 처리까지 수행하는 중요한 뇌 영역이다. 연구팀은 이 전측대상회피질 내 특정 뉴런이 자극 유형에 따라 선택적으로 반응하며 통증과 가려움이 별개의 신경회로를 통해 처리된다는 사실을 실험적으로 입증하는 데 성공했다.
 연구팀은 먼저 실험용 생쥐를 이용해 전측대상회피질 내 뉴런이 통증과 가려움 자극에 대해 어떤 방식으로 활성화되는지 확인했다.
 생쥐의 발에 포르말린을 주입해 통증을, 피부에 히스타민을 주입해 가려움을 유도한 뒤 자극에 의해 활성화된 뉴런을 형광 단백질로 시각화해 뉴런의 활성 패턴을 비교·분석했다.
 그 결과 두 가지 유형의 뉴런 집단을 확인할 수 있었다. 자극의 종류에 관계없이 활성화되는 뉴런 집단과 통증 혹은 가려움 중 특정 자극에만 선택적으로 반응하는 뉴런 집단이다.
 이후 IBS 강봉균 단장이 2018년 개발한 시냅스 분석 기술인 ‘듀얼-이그라스프(dual-eGRASP, 뉴런 사이 연결 시냅스를 청록색과 노란색으로 표지해 정밀하게 분석할 수 있는 기술)’를 활용해 통증 또는 가려움 자극에만 특이적으로 반응하는 뉴런이 배내측시상(Mediodorsal thalamus, 전측대상회피질과 연결돼 감각 정보 처리와 정서적 반응을 조절하는 시상 핵)으로부터 자극별로 선택적 시냅스 입력을 받는다는 사실을 확인했다.
 이는 통증과 가려움이 동일한 신경회로에서 다르게 해석되는 것이 아니라 애초에 입력 경로가 다르며 각각 독립적 뉴런 집단을 통해 처리됨을 의미한다.
 연구팀은 화학·유전학 기법을 이용해 통증 또는 가려움 자극에 반응하는 뉴런을 선택적으로 억제한 후 생쥐의 행동 변화를 분석했다. 그 결과, 통증 특이적 뉴런을 억제했을 때 통증으로 인해 나타나는 발을 핥거나 움켜쥐는 행동이 감소했다.
 가려움 특이적 뉴런을 억제했을 때는 몸을 긁는 행동이 줄어드는 것을 확인했다. 이러한 결과는 특정 감각을 조절함으로써 통증이나 가려움을 선택적으로 감소시키는 정밀한 치료법 개발 가능성을 시사한다.
 연구를 이끈 IBS 강봉균 단장은 “이번 연구로 감각이 어떻게 독립적으로 신경회로를 통해 구별되는지 시냅스 수준에서 최초로 입증했다”며 “뇌의 핵심 영역인 전측대상회피질을 비롯해 인간의 인지 기능을 이해하는 데 큰 진전을 이룰 토대가 될 것”이라고 말했다.
 공동 교신저자이자 제1저자인 경북대 고형곤 교수는 “통증과 가려움을 동반하는 질환의 치료를 위해 이 감각이 처리되는 신경회로를 이해하는 것이 매우 중요하다”며 “병리적 상황에서 통증과 가려움을 처리하는 신경회로의 변화와 상호작용에 관한 연구로 확장할 계획”이라고 전했다.
 이번 연구 결과(논문명: Processing of pain and itch information by modality-specific neurons within the anterior cingulate cortex in mice)는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 3월 4일자 온라인으로 실렸다.
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