한빛사 인터뷰
- 등록2025-03-31
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
최근 몇 년 사이, 뉴런 중심으로 이해되던 뇌 기능 메커니즘에서 벗어나, 기존에 보조적인 역할로 간주되던 교세포가 신경회로 재구성 및 조절에 있어 능동적인 주체로 재조명 받고 있습니다. 특히 성상교세포(astrocyte)의 경우 저희 실험실의 선행연구를 통해 기억 형성과 밀접하게 연관된 해마(hippocampus) 영역에서 시냅스 가지치기(synaptic pruning)를 통해 흥분성 시냅스(excitatory synapses)를 조절하며, 결과적으로 기억을 강화하는데 기여한다는 사실을 밝혀낸 바 있습니다. 이러한 결과는 시냅스 가소성과 관련된 새로운 패러다임을 제시한 것으로 평가되었습니다. 그러나 여전히 성상교세포가 특정 신경회로를 선택적으로 인식하고 조절할 수 있는지는 명확히 규명되지 않았으며, 이에 따라 운동 및 절차 기억을 담당하는 뇌 영역인 선조체(striatum)에서 성상교세포의 포식작용(astrocytic phagocytosis)을 탐구하고자 하였습니다.
본 연구에서는 성체 선조체 내에서 기억 형성과정에 중요한 시냅스 재구성이 성상교세포의 선택적 포식에 의해 조절된다는 사실을 새롭게 규명하였습니다. 특히, 성상교세포의 포식 기능을 저해한 동물 모델을 활용한 실험을 통해, 이들 세포가 성체 해마에서와 유사하게 선조체 내 불필요한 흥분성 시냅스를 제거하고 있음을 확인하였습니다. 그 중에서도 대표적으로 선조체와 시냅스를 가지는 것으로 잘 알려진 피질(cortex)과 시상(thalamus)에서 유래하는 주요 흥분성 입력 경로를 구분하여 분석한 결과, 성상교세포는 시상이 아닌 피질로부터 선조체로 이어지는 피질-선조체 회로(corticostriatal circuit)를 선택적으로 제거함으로써 학습 효율을 향상시키는 데 기여한다는 점을 처음으로 입증하였습니다.
본 연구 수행 과정 중 인상깊었던 점은 성상교세포가 단순한 조력자가 아닌, 신경회로의 편집자로서 기능하며, 특정 회로를 선택적으로 조절함으로써 인지 기능에 본질적인 영향을 미칠 수 있음을 확인한 점입니다. 이러한 새로운 메커니즘의 발견은 노화, 신경퇴행성 질환, 외상 후 회복 등 다양한 임상적 상황에서 성상교세포를 표적으로 한 새로운 치료 전략 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 한국뇌연구원(Korea Brain Research Institute, KBRI)의 우수한 연구 인프라를 기반으로 수행되었습니다. 한국뇌연구원은 뇌과학 분야의 연구 역량을 결집하고, 혁신적인 뇌융합 원천기술 개발에 기여할 수 있는 첨단 장비 인프라를 갖춘 장비센터를 운영하고 있습니다. 해당 센터는 다양한 동물모델의 유지·관리뿐만 아니라, 이를 활용한 행동 분석 및 생체 영상 분석 실험을 하나의 공간에서 통합적으로 수행할 수 있는 융합형 연구 기반을 제공하고 있습니다. 이러한 환경은 본 연구의 성공적인 수행에 있어 필수적인 기반이 되었으며, 이에 깊은 감사를 표합니다.
저는 한국뇌연구원 신경·혈관단위체 연구그룹 박형주 박사님이 이끄시는 Intercellular communication for Cognitive enhancement and Neuroplasticity (ICN) 연구실에 소속되어 연구를 수행하였습니다. 본 연구실은 기억과 학습과 관련된 세포 간 상호작용(inter-cellular crosstalk), 뇌와 체내 시스템 간 상호작용(body-brain crosstalk), 그리고 뇌 기능 장애 회복 기전에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 실험적 접근과 이론적 고찰을 바탕으로 신경계의 복합적 기능을 이해하고자 노력하고 있습니다. 박사님 및 연구실 구성원들은 지식 공유와 협업을 적극적으로 실천하고 있으며, 도전적인 연구를 지속할 수 있도록 상호 지원하는 협력적 연구 문화를 갖추고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
그동안 신경세포의 보조적인 역할로 인식되어 왔던 교세포가 실제로 뇌 기능에 있어 중추적인 역할을 수행하고 있다는 점을 실험적으로 확인하게 되면서, 뉴런뿐만 아니라 다양한 세포군에 대한 통합적인 접근이 필요하다는 확신을 갖게 되었습니다. 이러한 시각은 뇌의 복잡한 기능을 정밀하게 이해하기 위해 다면적인 연구가 필요하다는 점을 다시금 일깨워 주었습니다.
이번 연구 과정에서는 예상치 못한 변수와 기술적인 어려움에 직면하면서, 단일 실험 결과에 의존하지 않고 반복 실험과 협업을 통한 다각도의 검증이 얼마나 중요한지를 체감하였습니다. 당시에는 시행착오로 인한 부담이 컸지만, 다양한 가능성을 열어 두고 데이터를 해석하는 경험을 통해 문제를 보다 입체적으로 바라보는 시야의 중요성을 깨달았습니다. 이러한 경험은 앞으로 새로운 주제에 도전할 때에도 객관적인 사고를 바탕으로 유연하게 연구를 설계하고 진행하는 데에 중요한 밑거름이 될 것이라 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
뇌과학 연구는 예측하기 어려운 상황의 연속이며, 예상과 다른 결과를 받아들이고 해석하는 과정에서 많은 것을 배우게 됩니다. 결과보다 과정에서 얻는 경험이 더 중요할 때도 많기 때문에, 조급해하지 않고 꾸준히 고민하며 나아가는 태도가 중요하다고 생각합니다. 또한 혼자서 모든 것을 해결하려 하기보다, 동료들과의 협업을 통해 문제를 다각도로 바라보는 연습도 큰 도움이 됩니다. 부담을 느끼기보다는 차근차근 방향을 잡아가길 권하고 싶습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
지금까지의 연구 경험을 바탕으로 전문성을 확장하고, 장기적으로는 독립적인 연구자로 성장하기 위해 꾸준히 노력하고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구를 진행하는 동안 항상 저를 믿고 아낌없이 지지해주신 박형주 박사님께 깊은 감사의 말씀을 드립니다. 또한 좋은 결과를 위해 끝까지 노력해주신 김혜연 박사과정 선생님께도 진심으로 감사드리며, 프로젝트 진행 중 많은 관심과 조언을 아끼지 않으신 실험실 식구들, 여러 박사님들과 선생님들 그리고 저에게 큰 힘이 되어 주는 친구들에게도 감사의 마음을 전합니다.
#Astroytic phagocytosis
# learning and memory
# Striatum
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