연구원들은 신체의 '기분 좋은' 화학 물질인 도파민을 생성하는 뇌 세포를 발달시키는 데 있어 산모의 비타민 D 수치가 중요한 역할을 한다는 것을 확인하기 위해 분자 이미징 기술을 사용했다. 이 발견은 정신 분열증과 같은 신경 발달 장애의 기본 메커니즘에 대한 더 큰 이해를 제공한다.

정신분열증 은 유전적 요인과 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로 생각된다. 그렇게 하는 정확한 메커니즘은 알려지지 않았지만 상태가 뇌가 도파민을 사용하는 방식에 변화를 일으킨다는 강력한 증거가 있다 .

배아 발달 동안 정신 분열증의 위험 요소에 노출되면 뇌에서 도파민 회로가 형성되는 방식이 변경되는 것으로 생각된다. 이전 연구에서는 낮은 수준의 산모 비타민 D가 도파민 생성( 도파민 작동 성) 뉴런이 성숙하고 전문화된 형태로 분화하는 방식에 영향을 미치는 위험 요소 중 하나라는 사실을 발견했다.

퀸즐랜드 대학교 뇌 연구소의 연구원 팀은 분자 영상 기술의 도움을 받아 비타민 D , 도파민 신경세포 및 정신분열증 사이의 연관성을 보다 면밀히 조사하기 위해 과거 연구를 기반으로 구축했다.

과학자들은 배아 발달 중에 발생하는 분화 과정을 복제하기 위해 도파민 유사 뉴런을 만들었다. 뉴런은 호르몬 칼시트리올 유무에 관계없이 배양되었다. 섭취된 비타민 D는 신체에서 두 가지 효소 반응을 겪을 때까지 비활성 상태이다. 두 번째 효소 반응은 신장에서 일어나 비타민 D의 활성 형태인 칼시트리올로 전환됩니다. 칼시트리올은 세포의 비타민 D 수용체에 결합하여 비타민 D 수용체를 활성화한다.

연구원들은 비타민 D가 세포 분화에 영향을 미칠 뿐만 아니라 뉴런의 구조에도 영향을 미친다는 사실을 발견했다.

"우리가 발견한 것은 비타민 D가 있는 상태에서 변경된 분화 과정이 세포를 다르게 성장시킬 뿐만 아니라 도파민을 다르게 방출하는 기계를 모집한다는 것입니다."라고 연구 교신저자인 Darryl Eyles는 말했다.

"기계"는 뉴런의 세포체에서 자라는 돌기인 신경 돌기입니다. 신경돌기는 신경계의 다른 부분과 신호를 주고 받는 데 필요하다. 연구자들은 신경돌기의 수가 눈에 띄게 증가했으며, 그 신경돌기 내에서 도파민 방출을 담당하는 단백질의 분포가 변경되었음을 발견했다.

가짜 형광신경전달물질(FFNs)이라는 새로운 이미징 도구를 사용하여 연구자들은 칼시트리올의 존재 또는 부재에서 도파민 흡수 및 방출이 어떻게 변화하는지 분석할 수 있었다. FFN은 도파민과 같은 신경 전달 물질의 작용을 밀접하게 모방하는 소분자 염료다. 그것들은 신경 말단에서 단일 분자의 저장과 방출 모두의 이미징을 가능하게 한다.

그들은 대조군에 비해 칼시트리올이 있는 상태에서 성장한 뉴런에서 도파민 분비가 증가한다는 것을 발견했다.

"이것은 비타민 D가 도파민성 뉴런의 구조적 분화에 영향을 미친다는 결정적인 증거입니다."라고 Eyles는 말했다.

단일 도파민 분자를 표적으로 하고 관찰하기 위해 FFN을 사용하는 것은 연구자들이 발달 중 비타민 D 수치가 도파민 생성 뉴런이 형성되는 방식에 영향을 미친다는 오랜 믿음을 확인할 수 있음을 의미했다. 그들은 도파민 뉴런 분화 및 기능의 초기 변화가 성인 정신분열증에서 보이는 도파민 기능 장애로 이어질 수 있다고 믿다.

연구자들은 낮은 산소 수치나 임신 중 감염과 같은 정신분열증에 대한 다른 환경적 위험 요인이 도파민 뉴런이 발달하는 방식을 변화시키는지 여부를 조사할 계획이다.

이 연구는 Journal of Neurochemistry 에 게재되었다. 출처: 퀸즐랜드대학교