KISTI의 과학향기

임신 중 오메가-3와 오메가-6의 공급이 차단되었던 생쥐들이 성인에서 볼 수 있는 것과 같은 정신분열증과 유사한 증상을 보였다. 이 지방산은 참치, 정어리 및 연어와 같은 기름진 생선에 많이 함유되어 있으며 뇌에 좋다고 알려져 있다.

정신질환의 초기 단계에 놓인 사람들은 전두엽 피질의 비정상적인 뇌기능, 동기 결여, 우울증, 기억 장애 등을 포함한 몇 가지 공통적인 문제를 보인다. 이것들은 해당 영양소를 공급받지 못한 어미로부터 태어난 생쥐가 성숙한 후에 보인 특징들이도 하다.

 

정신과 의사 다케오 요시카와가 주도한 연구팀은 이런 현상은 유전자가 발현되는 방식을 변화시키는 환경적 요인 혹은 후성유전(epigenetics)이라고 불리는 과정이 원인이라고 말했다. 이번 발견을 응용할 경우, 유전자를 다시 정상적으로 위치시켜 정신분열증 치료를 위한 신약 개발로 이어질 수도 있다.

 

임신 중 유해한 환경에 노출될 경우 그 자손의 건강에 영향을 주고 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 건강과 질병의 발달 기원(DOHaD)이라는 개념을 적용할 경우, 기근이 발생한 후 왜 정신분열증 발생이 두 배로 증가하는지를 설명할 수 있다.

 

효과적인 치료법을 개발하기 위해 요시카와 박사와 이화학연구소(RIKEN) 산하 뇌과학연구소는 초기 발달 단계에서 영양실조가 어떻게 뇌를 변화시키는지에 관해 연구하고 있다. 이번 연구 결과는 DOHaD를 고려하여 영양적 환경과 질병 위험의 연관성을 분자 캐스케이드로서 식별한 정신과 영역의 첫 번째 성과로 볼 수 있다.

 

이전 연구에서도 오메가-3, 6 지방산이 많이 함유된 식품을 섭취한 임산부가 더 똑똑하고 사회성이 높은 아기를 갖는 것을 보여준 바 있으며, 생선을 많이 섭취하면 노인층에서 알츠하이머 위험도 낮추는 것으로 알려져 있었다.

 

정신질환에 영향을 줄 수 있는 수백 개의 유전자 중에서 정신분열증과 유사 증상이 있는 쥐에서 극적으로 감소한 유전자 그룹을 발견했다. 그 유전자는 뉴런을 감싸고 있으며 신호의 전달을 돕는 회소 돌기 아교 세포(oligodendrocytes)와 관련이 있다.

 

또한 뉴런의 활동을 돕는 가바(GABA)라는 화학물질에 영향을 주는 유전자의 발현도 정신분열증을 보이는 사람의 뇌에서 관찰되는 것과 유사하게 변형되어 있었다. 이 유전자 발현은 핵수용체라는 특정 단백질에 따라 조절된다.

 

지방산이 결여된 생쥐에서는 여러 핵수용체 유전자가 발현되지 않는 것을 볼 수 있었다. 희소 돌기 아교 세포와 관련된 유전자가 비정상적으로 발현되는 것은 이 핵수용체의 낮은 발현과 직접 관련이 있었다.

 

연구팀은 저하된 핵수용체 발현을 활성화시킬 수 있는 방법을 찾았다. 핵수용체에 작용하는 약물을 투여한 결과 일부 비정상적인 행동이 줄어드는 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 새로운 정신분열증 약물 개발 가능성을 보여준 것이다. 또한 정신분열증 환자의 모낭을 분석한 결과 동일한 핵수용체 유전자 발현이 크게 저하된 것을 볼 수 있었다.

 

오메가-3 지방산은 건강을 위해 필요하지만 신체가 만들 수는 없다.  해조류, 크릴과 같은 해산물과 일부 식물, 견과류 기름 등에 들어 있는 지방산은 뇌기능, 정상적인 발달에 중요한 역할을 한다. 오메가-3는 염증을 줄여 심장질환, 암, 관절염 등의 위험을 낮출 수 있는 것으로 알려져 있으며 혈액 내 농도가 높은 경우 기억력에 도움을 주는 것으로 보인다.