[연구동향] Intrinsic plasticity of Purkinje cell serves homeostatic regulation of fear memory
Intrinsic plasticity of Purkinje cell serves homeostatic regulation of fear mem
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Molecular Psychiatry
김상정 교수 이재건 학생
(생리학교실,교신저자) (의과학과,제1저자)
이번 연구는 서울의대 생리학교실 김상정 교수 연구팀에서 수행한 연구로, 전기생리학과 광유전학을 이용하여 소뇌 퍼킨지 세포의 흥분성이 공포 조건화에 의해 감소되며 이는 시냅스 강화와 균형을 이루며 정상 범주의 세포 활동과 공포 기억을 유지하는데 작용한다. 이 기간 동안 퍼킨지 세포의 흥분성이 비정상적으로 조절되면 공포 기억이 과도해지거나 망가질 수 있음을 밝혔다.
소뇌는 전통적으로 운동 기능을 담당하여 몸의 움직임이나 자세, 균형 등을 담당한다고 알려져 왔다. 하지만 최근 소뇌 연구에서는 이 외의 비 운동성 기능들을 찾는 노력들이 활발하게 벌어지고 있다. 그 중에서 가장 많은 연구 성과가 나온 분야는 공포 기억 처리에 관한 연구 분야이다. 하지만 대부분의 연구 결과들은 시냅스 가소성(synaptic plasticity)에 관한 것에 초점이 맞춰져 있고, 세포의 흥분성에 대한 결과들은 불분명했다. 이번 연구에서는 시냅스 가소성 외에도 퍼킨지 세포의 내재적 흥분성(intrinsic excitability)이 공포 조건화 후에 어떻게 달라지고 어떤 역할을 하는지 보여주었다.
전기생리학 방법으로 측정한 결과 공포 조건화 후 퍼킨지 세포의 내재적 흥분성이 감소하였다. 반면에 기존에 보고된 연구 결과에 따르면 공포 조건화 후 퍼킨지 세포에서는 시냅스 강화가 일어난다고 알려져 있었다. 이 두 현상이 만나면 어떻게 되는지 알아보기 위하여 시냅스 자극을 통한 활동 전압의 정도를 측정하였고, 결과적으로 두 현상이 서로 균형을 이루며 활동 전압이 안정적인 수준을 유지할 수 있도록 작동한다는 것을 알 수 있었다. 하지만 공포 조건화 후 광유전학적으로 살아있는 쥐의 내재적 흥분성을 조절한다면 안정적으로 유지되어야 하는 공포 기억의 정도가 과도해지거나 망가짐을 보여주었다. 또한, 이는 인위적으로 조절된 내재적 가소성이 시냅스 가소성에 영향을 주었음을 확인하였다.
이번 연구는 소뇌의 비운동성 기능을 규명하는 연구로, 그 과정에서 발견한 소뇌 퍼킨지 세포의 메커니즘은 기억에 관여하는 신경 가소성을 밝히는 많은 연구들에 참고가 될 것이며, PTSD와 같은 공포 관련 질환들에 적용할 수 있는 새로운 치료법을 제시함에 의의가 있다.
