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- 면역 메신저 물질이 당신을 더 불안하게 만든다
- 면역 체계는 병원균과 싸우는 주요 기능과 숙주의 행동을 조절해 자신을 보호한다.
- 서로 다른 IL-17 메신저 물질이 우리의 기분에 영향을 미친다.
- 메신저 물질인 IL-17E가 이 뇌 영역의 수용체에 도킹할 수 있다는 사실을 발견
- 불안 장애와 자폐증 치료에 새로운 접근 방식

질병이 우리의 행동을 변화시키는 이유
면역 전달자는 뇌와 감정에도 영향을 미친다.

조작된 행동:
감기나 다른 질병이 우리의 기분에 영향을 미치는 것은 우연이 아니다. 오히려 우리 자신의 면역 체계가 의도적으로 조작하는 것이다. 연구자들이 발견한 것이 이 점이다. 따라서 특정 면역 전달 물질은 우리 뇌의 감정 중추에도 영향을 미쳐 불안과 사회적 움츠림을 유발할 수 있다. 그러나 뇌의 다른 영역에서는 반대 효과가 나타난다. 이처럼 모순되는 이중효과의 목적은 아직 불분명하다. 

▲ 우리의 면역 체계는 감염과 싸울 뿐만 아니라, 우리의 행동도 변화시킨다. pixabay

코막힘, 짜증나는 기침, 무거운 피로, 찌르는 듯한 두통 등 어떤 증상이든 아플 때는 결코 즐겁지 않다. 그러므로 감염이 대부분 사람의 기분에 부정적인 영향을 미치는 것은 놀라운 일이 아니다. 질병 자체만으로 기분이 나빠지는 것이 아니라, 병원균과 싸우는 동안 우리의 면역 체계가 우리의 행동에 영향을 미친다는 증거가 점점 늘어나고 있다.

뇌의 수용체 지도

"아플 때는 신체 상태, 기분, 행동에 여러 가지 다른 변화가 일어나는데, 이는 단순히 육체적 피로만이 아니다. 뇌와도 관련이 있다"고 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 글로리아 최는 말했다. 그와 동료들, 그리고 또 다른 연구팀은 그곳에서 정확히 어떤 과정이 일어나는지 알아내기 위해 쥐를 대상으로 실험을 진행했는데, 그 실험에서 그들은 특정 면역 분자가 뇌에 미치는 영향을 조사했다.

구체적으로는, 이전에 이 맥락에서 주목을 받았던 사이토카인 IL-17에 관한 것이었다. IL-17은 면역 반응 과정에서 방어 세포를 조정하고 염증과 싸우는 메신저 물질이다. IL-17은 6가지 형태로 존재하며 총 5가지 수용체에 결합할 수 있다. 연구진은 두 가지 새로운 연구에서 이러한 수용체 중 어느 것이 뇌의 다른 부분에 더 널리 퍼져 있는지를 조사했다.

면역 메신저 물질이 당신을 더 불안하게 만든다

결과:
연구자들이 발견한 바에 따르면 IL-17 수용체는 편도체와 체성 감각 피질이라는 두 개의 서로 다른 뇌 영역에 위치한다. 편도체는 주로 감정 처리를 담당한다. 최씨와 그의 팀이 쥐 실험을 통해 발견한 것처럼, 두 종류의 면역 분자 IL-17이 여기에 결합하면 불안감이 유발될 수 있다. 이는 감염된 동물과 인간이 물러나는 데 도움이 될 수 있으며 다른 사람들의 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

최 박사는 "면역 체계는 병원균과 싸우는 주요 기능 외에도 숙주의 행동을 조절하여 자신과 자신이 속한 공동체를 보호한다"고 설명했다. 동시에 신체는 부정적인 감정이 걷잡을 수 없이 커지지 않도록 보호한다. IL-17 수용체를 전달하는 신경 세포도 또 다른 면역 전달 물질인 IL-10에 반응한다. 이것은 항염제 역할을 하지만 IL-17의 길항제이기도 하다. 연구자들이 설명했듯이, 더 유익하지 않을 때 불안을 완화한다.

▲ 연구 개요도 (출처:April 07, 2025 / Brain-wide mapping of immune receptors uncovers a neuromodulatory role of IL-17E and the receptor IL-17RB / Cell)

반대 효과가 있는 두 번째 효과

IL-17 유형의 면역 메신저에 반응하는 두 번째 뇌 영역은 체성 감각 피질의 소위 S1DZ 영역이다. 뇌의 이 부분은 통증 자극에 반응하지만, 신체 인식도 담당한다. 이전 연구에서는 이 뇌 영역의 신경 세포가 과도하게 활성화되면 쥐에게 자폐증과 유사한 행동이 나타날 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 하버드 대학의 이 윤진(Yunjin Lee)이 이끄는 두 번째 연구팀은 메신저 물질인 IL-17E가 이 뇌 영역의 수용체에 도킹할 수 있다는 사실을 발견했다.

결과: 

IL-17E는 S1DZ 영역의 흥분성을 억제하여 행동에 영향을 미친다. 하지만 편도체의 신경전달물질 효과와는 정반대 방식으로 영향을 미친다. 자폐증이 있는 쥐의 경우, 사회적 철수 경향 등이 감소하는 것으로 나타났다. 최 박사는 "따라서 IL-17E는 신경 조절제처럼 작용한다"고 설명했다. 면역 메신저는 이 뇌 영역에서 뇌 메신저와 유사하게 작용하며 사교성을 억제하기보다는 증진시키는 것으로 보인다.

“협력적 대응”

분명히, 서로 다른 IL-17 메신저 물질이 우리의 기분에 영향을 미치지만, 그 방식은 반대다. 하지만 왜 그럴까? Lee와 그녀의 동료들은 "이러한 관찰 결과는 두 시스템이 면역 반응의 공통적인 요인에 협력하여 대응하도록 진화했다는 것을 시사한다"고 설명했다. 이런 일이 왜 일어나는지는 부분적으로만 이해된다. 분명한 것은 감염성 질병에 걸린 동안 우리의 행동과 기분 역시 면역 체계에 의해 적극적으로 영향을 받는다는 것이다.

도대체 IL-17 면역 분자는 궁극적인 이점과는 상관없이 뇌의 신경 세포에 영향을 미칠 수 있는 이유는 무엇일까? 최 박사는 일부 형태의 IL-17이 주로 뇌의 신경 조절제로 진화했으며 나중에 면역 체계에 의해 면역 조절제로 작용하게 되었을 것이라고 추측한다.

불안 장애와 자폐증에 대한 새로운 접근 방식?

새로운 연구 결과는 면역 체계가 작동하는 방식을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 매우 실용적인 의미를 가질 수도 있다. 면역 분자가 우리의 행동에 어떻게 영향을 미치는지 이해한다면, 우리는 이를 이용해 우리의 행동을 원하는 방향으로 조종할 수 있는 잠재력이 있다. 예를 들어, 이는 불안 장애가 있는 사람들을 위한 새로운 치료 접근 방식으로 이어질 수 있다.

연구자들이 설명했듯이, 이 치료법은 해당 약물이 뇌의 화학 작용을 직접 바꾸기 위해 더 보호적인 혈액-뇌 장벽을 극복할 필요가 없고, 대신 면역 신호를 조절하여 뇌의 외부에서 작용할 수 있다는 큰 이점이 있다.

자폐증 환자의 경우, 면역 화학 물질의 표적화된 변화는 사회적 행동을 개선하고, 이를 통해 해당 환자의 일상생활을 더 편하게 만들 수도 있다. 그러나 이러한 결과는 동물과 인간을 대상으로 한 추가 연구를 통해 먼저 확인되어야 한다.
(Cell, 2025; doi: 10.1016/j.cell.2025.03.005; doi: 10.1016/j.cell.2025.03.006)
출처: Massachusetts Institute of Technology, Harvard Medical School

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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