오세종·최재용 한국원자력의학원 박사 연구팀이 생애 초기에 받은 스트레스로 인한 신경전달물질의 변화 양상을 양전자방출단층촬영술(이하 PET)로 규명했다고 밝혔다.

연구팀은 생애 초기에 모성분리 스트레스 및 모성분리·보정 스트레스를  받은 암수 실험쥐를 대상으로 글루타메이트, 가바, 세로토닌 등 각각의 신경전달물질에 선택적으로 결합하는 방사성의약품을 주사하고 PET 영상으로 방사성의약품 흡수 변화를 관찰했다.

모성분리 스트레스를 받은 경우, 생후 2일부터 하루 4시간씩 12일간 어미 쥐로부터 분리된 쥐들은 방사성의약품 흡수율이 정상 쥐와 비교해 흥분 조절 신경전달물질(가바), 학습능력 신경전달물질(글루타메이트), 감정 조절 신경전달물질(세로토닌)이 모두 낮게 나타나는 것을 확인했다.

가바는 암컷 19∼27%·수컷 7∼12%, 글루타메이트는 암컷 11∼16%·수컷 7∼15%, 세로토닌은 암컷 19∼28%·수컷 7∼11%로 수컷보다 암컷에서 높게 나타나는 경향성을 보였다.

모성분리 스트레스와 보정 스트레스를 모두 받은 경우, 어미 쥐와 분리돼 생후 20일 된 쥐를 하루 4시간씩 6일간 아크릴 케이지에 움직일 수 없도록 보정한 후 방사성의약품 흡수율을 정상 쥐와 비교했을 때 정상 쥐에 비해 스트레스를 받은 쥐는 가바, 글루타메이트, 세로토닌 등 신경전달물질의 손상이 컸다.

가바는 암컷 31∼38%·수컷 31∼37%, 글루타메이트는 암컷 24∼29%·수컷 13∼22%, 세로토닌은 암컷 27∼35%·수컷 11∼19%로 수컷보다 암컷에서 높게 나타났다.

모성분리 스트레스만 받았을 때 보다 모성분리와 보정 스트레스를 모두 받았을 때 신경전달물질의 방사성의약품 흡수율이 더 낮아 스트레스의 강도가 높아질수록 신경전달물질의 손상도 커지는 것을 확인했다.

성별 비교에서는 암컷 쥐가 수컷 쥐에 비해 학습과 기억 형성에 중요한 역할을 하는 글루타메이트 및 감정을 조절하는 세로토닌의 방사성의약품 흡수율이 상대적으로 낮게 나타나 암컷 쥐가 스트레스에 더 취약한 것을 확인했다.

연구팀은 실제 환자를 대상으로 시행하기 힘든 신경 PET 연구를 실험쥐와 같은 소동물 연구를 통해 수행해 생애 초기 스트레스로 인한 신경전달물질의 변화 양상을 규명했고, 이를 바탕으로 성인 정신질환 발병의 원인과 치료제 개발 가능성을 제시했다.

이번 연구 성과는 정신의학분야 국제학술지 ‘정신의학 최신연구(Frontiers in Psychiatry, IF 4.86)’에 2023년 2월 10일자 온라인 판에 게재됐다.