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KIST STORY/KIST 소식(행사·연구성과)

니코틴 중독, 뇌의 작은 RNA 네트워크가 이유


-흡연에 의한 중독현상의 치료 및 재발 방지에 마이크로RNA 이용가능성 제시

 

흡연으로 인한 니코틴 중독은 개인의 건강 문제뿐만 아니라 중독 치료를 위한 사회적 비용과 노력이 요구되는 중요한 문제이다. 국내 연구진이 뇌의 마이크로RNA 네트워크를 분석해 니코틴이 중독되는 현상의 원리를 밝혀 니코틴 등 약물 중독치료 연구에 청신호가 켜졌다.

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 신경과학연구단 임혜인 박사팀은 인간의 흡연과 유사하게 생쥐의 니코틴 중독을 일으키는 행동실험

장비를 이용하여 니코틴에 중독된 생쥐 뇌의 마이크로RNA와 유전자를 통합적으로 분석해, 뇌의 하베뉼라 부위에 위치한 마이크로RNA가 중독에 관여하는 원리를 밝혔다.

 

뇌속의 해마 (hippocampus) 바로 밑에 위치하는 아주 작은 부위인 하베뉼라 (habenula) 영역은 흡연 시 니코틴에 의한 보상작용이나 금단현상에 관여하는 것이 최근 연구보고로 알려져 있으나, 이러한 현상이 어떠한 기전으로 이루어지는지는 명확히 알려져 있지 않았다.

 

연구진은 사람이 스스로 흡연하는 것과 유사하게 생쥐가 스스로 니코틴을 투여할 수 있도록 만들어진 행동 실험 장비에서 니코틴에 중독된 생쥐 모델을 만들었다. 그리고 니코틴의 농도를 달리했을 때 생쥐의 니코틴 투여량을 비교했다. 이후, 뇌에서 하베뉼라 영역을 분리하여 마이크로RNA와 유전자의 변화를 니코틴을 투여하지 않은 대조군과 비교하였다.

생쥐는 행동 실험 장비 내에서 버튼을 누르면 정맥에 연결된 관을 통해 니코틴이 몸속으로 들어오게 된다. 이 방식은 기존의 연구자에 의한 약물 주사 방식과는 달리 생쥐가 자발적으로 니코틴을 투여한다는 점에서 인간의 흡연과 유사한 방식으로 니코틴 중독을 일으킨다.

 

연구진은 하베뉼라 부위의 유전자를 통합적으로 조사했고 그 결과 변화가 두드러지는 유전자들을 확인할 수 있었다. 이러한 유전자는 신경영양인자(neurotrophin), 칼슘 시그널링 경로 등에 관계된 유전자들로 기존 다른 연구에서 흡연 중독 현상과 밀접하다고 보고된 유전자들이다.

 

또한 이러한 변화가 유전자 발현 조절인자인 마이크로RNA에 의한 것이라는 사실을 확인하였다. 마이크로RNA는 주로 유전자 발현을 억제하는 기능을 하므로, 마이크로 RNA가 증가하면 유전자는 감소하게 된다 . 이 결과를 바탕으로 마이크로RNA와 유전자의 변화 사이의 상관관계를 확인했으며, 니코틴에 중독되는 현상과 연계되어 있음을 확인하였다. 
 

본 연구는 니코틴 중독 현상에 마이크로RNA에 의한 유전자 조절현상이 관여하고 있음을 밝힌 것으로, 니코틴 외의 다양한 중독현상의 치료나 금단현상 방지를 위한 치료 등에 마이크로RNA가 이용될 수 있다는 가능성을 제시했다.

 

특히, 크기가 작은 마이크로RNA는 약물 전달 물질에 삽입하여 체내로 전달이 용이하다고 알려져 있어서 약물치료제 개발에도 활용도가 높을 것으로 보인다.

 

KIST 임혜인 박사는 “최근 담배값의 상승과 더불어 담배중독 및 금연에 대한 관심이 급격히 증가하고 있지만 담배중독 (니코틴중독)의 원인이나 치료법이 확실하지 않았는데, 이번 연구결과를 통해 새로운 담배중독의 원인과 치료 방법 개발의 근간을 만들었다.”고 연구 의의를 밝혔다.

 

 

 

연구결과는 과학 학술지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)에 08월 11일자로 게재되었다.
     * (논문명) Integrated miRNA-mRNA analysis in the habenula nuclei of mice intravenously self-administering nicotine
      - (제1저자) (한국과학기술연구원 뇌과학연구소 신경과학연구단) 이상준 연구원
      - (교신저자) 한국과학기술연구원 뇌과학연구소 신경과학연구단 임혜인 선임연구원

 

보도

- KBS : 니코틴 중독 과정 규명…금연 치료 ‘청신호’

- 조선일보 : 흡연 '니코틴 중독' 치료길 열렸다

- 매일경제 : 임혜인 KIST 연구진, 니코틴 중독 마이크로RNA 발견

- 한국경제 : 담배 못 끊는 원인 찾았다

- 전자신문 : 니코틴 중독 관여하는 뇌 속 마이크로RNA 발견