뇌의 '별세포'…언어 학습능력에 영향 끼쳐

국내 연구팀, 실험통해 입증

▲이른바 뇌의 '별세포'가 언어 학습 능력에 영향을 끼치는 것으로 밝혀졌다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 언어 학습능력에 우리 뇌의 별세포가 영향을 끼치는 것으로 규명됐다. 국내 연구팀이 뇌의 비신경세포(별세포) 유전자가 언어 학습 능력에 중요한 역할을 하고 있음을 확인했다. 별세포(Astrocyte)는 뇌와 척수에 존재하는 비신경세포(Glia)에서 가장 큰 비중을 차지하는 별 모양의 세포이다. 신경세포의 이온농도 조절, 노폐물 제거, 식세포작용 등의 다양한 역할을 수행한다.

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

연구팀은 동물에서 사람, 사람에서 동물로의 비교분석 연구방식을 새롭게 시도해 별세포에서 특이적으로 발현되는 아쿠아포린4의 학습과 언어 기능에서의 역할을 최초로 밝혔다. 아쿠아포린4(Aquaporin4)는 사람의 18번 염색체에 존재하는 유전자이다. 뇌에서 별세포에 선택적으로 발현해 세포막에서 물의 이동을 담당하는 막단백질을 만들어내는 역할을 담당한다. 단백질에서 물의 이동으로 노폐물 제거, 세포내외의 삼투압 조절 등이 이뤄진다.

연구팀은 아쿠아포린4 유전자 발현을 줄인 쥐에서는 별세포 부피조절작용이 억제돼 해마 부위(기억을 담당하는 뇌부위) 크기가 증가되지 않고 공간 기억력도 손상됐음을 밝혀냈다. 아쿠아포린4가 뇌 크기 변화를 조절하고 뇌기능에 필수적 역할을 하는 것을 확인했다.

동물 연구 결과를 바탕으로 아쿠아포린4 유전자 발현이 적은 사람들의 뇌를 조사 분석한 결과 유전자 발현이 높은 사람들에 비해 말하기 능력과 관련된 뇌 부위의 크기가 달랐다. 이 같은 뇌 크기 변화는 언어 학습능력, 언어 유창성과 상관관계가 있음을 규명했다.

이번 연구는 한국과학기술연구원(KIST) 이창준 박사팀과 이화여대 류인균·김지은 교수팀의 공동연구로 수행했다. 국제학술지인 분자 정신의학(Molecular Psychiatry) 27일(논문명: Astrocytic water channel aquaporin-4 modulates brain plasticity in both mice and humans: a potential gliogenetic mechanism underlying language-associated learning)자 온라인 판에 실렸다.

류인균 석좌교수(이화여대 뇌융합과학연구원 원장)는 "이번 연구를 통해 별세포의 아쿠아포린4 유전자와 다양한 기억과 관련된 질환에 미치는 영향에 대한 후속 연구를 이어갈 예정"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr