▲ 조현병 환자의 뇌 속 전측대상피질에서 반응성 별아교세포(뇌 염증 반응 및 글루타메이트 조절 이상 시사)의 활성 증가를 확인했다. 또한, 조현병 환자에서 전측대상피질의 반응성 별아교세포 활성이 증가할수록 환청, 망상 등 조현병의 양성 증상이 심각하다는 것을 확인했다.

조현병의 원인 규명에 한 걸음 다가선 연구결과가 나왔다. 

국내 연구진이 조현병 환자의 뇌에서 '반응성 별아교세포'의 활성 증가를 뇌영상 촬영을 통해 최초로 밝혀냈다. 

이 별아교세포들이 조현병의 병리생리에 관여하며, 특히 전측대상피질에서 반응성 별아교세포 활성화가 큰 환자일수록 조현병 증상이 심한 것으로 확인됐다. 

이 연구는 반응성 별아교세포가 조현병 환자의 뇌에서 어떻게 활동하는지를 시각화하고, 이 세포들이 조현병의 양성 증상과 어떻게 연관되는지를 보여준다는 점에서 조현병 연구에서 중요한 진전으로 평가되고 있다.

▲ (사진 왼쪽부터) 서울대병원 정신건강의학과 권준수·김민아 교수

서울대병원 정신건강의학과 권준수‧김민아 교수팀이 양전자방출단층촬영(PET)을 통해 측정한 뇌 속 반응성 별아교세포의 활성 증가와 조현병 환자에서 환청, 망상 등 양성 증상 심각도와의 연관성을 밝혀낸 연구결과를 5월 13일 발표했다.

과거에 정신분열병으로도 불렸던 '조현병'은 망상, 환청, 와해된 언어 및 행동과 같은 증상을 특징으로 하며, 사회적 기능 장애를 동반하는 대표적인 중증 정신질환이다. 

'별아교세포'는 뇌세포의 절반을 차지하는 주요 신경교세포로, 신경세포를 지지하고 노폐물 제거 및 식세포작용 등 다양한 기능을 수행한다.

이 세포들은 뇌의 글루타메이트 조절 및 염증 반응에 관여해 조현병과 같은 신경정신 질환에서 중요한 역할을 한다. 

'반응성 별아교세포'는 별아교세포가 신경전달물질 조절 이상 또는 뇌 염증 반응 등으로 과활성화된 상태를 나타낸다. 

연구팀은 기존의 신경염증 또는 글루타메이트 단독 연구들과는 달리, 반응성 별아교세포를 직접적으로 조명함으로써 조현병의 복잡한 병리를 통합적으로 이해하는 데 주목했다. 

지금껏 뇌영상 촬영 기법을 활용해 뇌 속 반응성 별아교세포 활성 증가를 직접 측정한 연구는 없었다. 

연구팀은 2021년 10월부터 2023년 1월까지 조현병 환자 33명과 건강한 대조군 35명을 대상으로 방사성 동위원소가 표지된 화합물([18F]THK5351)을 사용해 몸의 생화학적 과정을 이미지화하는 양전자방출단층촬영을 통해 조현병 환자의 뇌 속 반응성 별아교세포 활성도를 측정·비교하는 연구를 진행했다. 

그 결과, 조현병 환자들은 건강한 대조군에 비해 전측대상피질과 좌측 해마에서 더 높은 표준 흡수 값 비율(SUVr)을 보였는데, 이는 건강한 대조군과 비교해 조현병 환자에서 반응성 별아교세포의 활성화가 증가했음을 나타낸다.

전측대상피질은 인지 및 감정 조절에 중요한 역할을 하고 해마는 기억 형성에 필수적인 뇌 영역으로, 이들은 조현병의 신경생물학적 매커니즘에 중요한 역할을 한다.

또한, 전측대상피질에서의 표준 흡수 값 비율은 조현병 환자의 PANSS 양성 증상 점수(조현병 환자가 경험하는 정신병적 증상의 정도를 평가하는 도구)와 양의 상관관계를 보여, 반응성 별아교세포 활성화가 큰 환자일수록 조현병 증상이 심한 것으로 확인됐다. 

이는 반응성 별아교세포의 활성 증가가 환청 및 망상과 같은 조현병 양성 증상의 심각도와 연관돼 있음을 의미하며, 전측대상피질과 해마의 반응성 별아교세포 활성 증가가 조현병 병태생리에 중요한 역할을 하고, 특히 전측대상피질의 염증 반응과 글루타메이트 조절 이상이 환청, 망상 등 조현병 증상 발생의 주요 원인이 될 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 

김민아 교수(제1저자)는 "이번 연구를 통해 조현병 환자에서 관찰된 반응성 별아교세포의 활성 증가가 뇌 염증반응과 글루타메이트 조절 이상을 반영하며, 이러한 변화가 조현병 증상의 원인과 관련이 있다는 사실을 규명했다"라며, "이러한 발견은 신경교세포 수준에서 조현병의 병태생리 기전을 이해하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

권준수 교수(교신저자)는 "이번 연구는 조현병 연구에서 가설로만 제안됐던 신경교세포 기전을 실제로 증명한 중요한 결과"라며, "이는 향후 조현병 치료제 개발에 있어 새로운 표적 뇌세포를 제시하는 데 유용하게 활용될 것"이라고 기대감을 표했다.

이번 연구는 미국의학협회 저널 '자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open, IF=13.8)' 최신 호에 'In Vivo Reactive Astrocyte Imaging in Patients With Schizophrenia Using Fluorine 18–Labeled THK5351'라는 제목으로 게재됐다.