미래창조과학부(장관 최양희)는 국내 연구진이 뇌의 비신경세포(별세포) 유전자가 언어 학습 능력에 중요한 역할이 있음을 규명했다고 밝혔다.  

별세포(Astrocyte) : 뇌와 척수에 존재하는 비신경세포(Glia)에서 가장 큰 비중을 차지하는 별 모양의 세포로 신경세포의 이온농도 조절, 노폐물 제거, 식세포작용 등의 다양한 역할을 수행함.

한국과학기술연구원(KIST) 이창준(사진 좌)박사팀과 이화여대 류인균(사진 우 .정신과의사)-김지은 교수팀의 공동연구로 수행된 이번 연구결과는 신경과학·정신의학 분야의 세계적 학술지인 분자 정신의학(Molecular Psychiatry, IF 13.314, JCR 분야 상위 2.42% 해당)에 6월 27일(한국시각 오후 4시) 온라인 판으로 게재되었다.

70% 이상이 물로 구성되어 있는 뇌 속에서 수분 순환 통로로 쓰이는 뇌의 별모양의 비신경세포(이하 별세포라 명명)가 뇌를 구성하는 주요 요소라는 것은 그동안 알려져 왔지만, 수분 순환 및 노폐물 조절 역할이외의 다른 역할에 대해서는 알려진 바가 없었다.

이창준 박사(KIST) 및 류인균-김지은 교수팀(이화여대)은 동물에서 사람, 사람에서 동물로의 비교분석 연구방식을 새롭게 시도하여 별세포에서 특이적으로 발현되는 아쿠아포린4의 학습과 언어 기능에서의 역할을 최초로 밝혔다.

아쿠아포린4(Aquaporin4) : 사람의 18번 염색체에 존재하는 유전자이며 뇌에서 별세포에 선택적으로   발현하여 세포막에서 물의 이동을 담당하는 막단백질을 만들어내는 역할을 담당하며, 단백질에서 물의 이동으로 노폐물 제거, 세포내외의 삼투압 조절 등이 이루어진다.
 
연구진은 아쿠아포린4 유전자 발현을 억제한 쥐에서는 별세포 부피조절작용이 억제되어 해마 부위(기억을 담당하는 뇌부위) 크기가 증가되지 않고, 공간 기억력도 손상되었음을 확인하여 아쿠아포린4가 뇌 크기 변화를 조절하고 뇌기능에 필수적인 역할을 하는 것을 확인했다.
 
이러한 동물 연구 결과를 바탕으로 아쿠아포린4 유전자 발현이 적은 사람들의 뇌를 조사 분석한 결과 유전자 발현이 높은 사람들에 비해 말하기 능력과 관련된 뇌 부위의 뇌크기가 다르고, 이러한 뇌 크기 변화는 언어 학습능력 및 언어 유창성과도 상관관계가 있음을 확인했다.
 
이창준 박사(KIST 신경과학연구단 단장)는 “이번 실험은 그동안 중요시 되지 않았던 뇌의 비신경세포인 별세포가 고등인지 기능인 언어학습에 관여하는 것을 최초로 찾았다는데 의의가 있다”고 밝혔다.
 
또한 공동 교신 연구자인 류인균 석좌교수(이화여대 뇌융합과학연구원 원장)는 ”본 연구를 통해 별세포의 아쿠아포린4 유전자와 다양한 기억과 관련된 질환에 미치는 영향에 대한 후속 연구를 이어갈 예정이다.“라고 했다.
 
이번 연구는 미래창조과학부의 뇌과학원천사업 ‘외상후스트레스 뇌인지장애 극복 연구단’과 리더연구자사업의 ‘신경교세포 창의연구단’ 과제의 지원을 받아 공동으로 수행되었다.