수면 부족이 아닌 누적된 졸음이 발작을 악화시킨다: 새로운 발견으로 간질 치료 접근 방식 변화

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표된 한 연구는 수면과 간질의 관계에 대한 우리의 이해를 근본적으로 변화시킵니다. 펜실베이니아 대학교의 아미타 세갈(Amita Sehgal)이 이끄는 국제 연구팀은 수면 감소 자체가 아니라 수면 압력(졸음) 증가가 간질 발생 가능성이 높은 유기체의 발작 활동을 증가시킨다는 것을 보여주었습니다.

맥락: 왜 이것이 중요한가요?

간질 발작은 수면 부족과 함께 증가하는 경우가 많습니다. 이는 임상 실무와 과학 문헌 모두에서 잘 알려져 있습니다. 그러나 이러한 현상이 발생하는 이유는 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 일반적으로 수면 시간 감소로 인해 뇌의 흥분과 억제 균형이 깨지기 때문이라고 여겨졌습니다. 그러나 이 연구는 수면 시간에서 생리적 수면 요구인 "수면 충동"으로 초점을 전환합니다.

연구는 어떻게 진행되었나요?

과학자들은 발작 활동 증가를 유발하는 parabss1 돌연변이를 가진 초파리(Drosophila melanogaster) 간질 모델을 사용했습니다. 이 모델은 간질 연구에서 가장 많이 연구되고 재현 가능한 모델 중 하나입니다.

접근하다:

• 연구자들은 카페인, 단식, 신경 세포의 열유전학적 활성화, 활동을 증가시키는 유전자 돌연변이 등 다양한 방법으로 수면 제한을 유도해 왔습니다.
• 동시에 그들은 고정밀 비디오 시스템을 사용하여 발작을 실시간으로 기록했습니다.
• 발작 수준과 생리학적 "수면 욕구"(신체가 얼마나 많은 수면을 필요로 하는지)의 정도를 비교했습니다.

주요 결과:
수면 충동이 증가할 때만 발작 활동이 증가했습니다. 졸음 증가 없이 수면을 줄였을 때(일부 유전자 변형 파리처럼), 발작은 증가하지 않았습니다.

수면 충동이란 무엇이고 발작에 어떤 영향을 미치나요?

수면 욕구는 우리가 마지막으로 잠을 잔 이후 몸속에 축적되어 온 생물학적 압력입니다. 깨어 있는 시간이 길어질수록 수면 욕구는 더 강해집니다.

저자의 가설에 따르면, 수면 욕구가 특정 한계점에 도달하면:

• 수면 조절에 관여하는 뇌의 특수 뉴런이 활성화됩니다.
• 이러한 신경 세포는 발작 형성에 관련된 신경 세포를 포함하여 신경망의 전반적인 흥분성을 증가시킵니다.
• 결과적으로 간질 발작의 위험이 증가하는 상태가 발생합니다.

세로토닌과 5-HT1A 수용체의 새로운 역할

저자들은 수면 충동 형성에 중요한 역할을 하는 세로토닌 수용체 5-HT1A가 있다는 것을 발견했습니다. 수면 조절 중추에서 이 수용체의 발현은 졸음 수준 조절에 매우 중요합니다.

그들이 한 일:

• 유전자 편집은 5-HT1A 수용체의 발현을 줄이는 데 사용되었습니다.
• 이는 수면 제한 후에도 수면 욕구를 감소시키고 발작 활동을 감소시키는 것으로 나타났습니다.
• 게다가 그들은 FDA 승인을 받은 5-HT1A 부분 작용제인 부스피론을 테스트했고, 수면 부족 후 항경련 효과가 있는 것을 확인했습니다.

이 발견의 의학적 중요성

1. 패러다임 전환:
   이전에는 발작 위험이 수면 시간과 관련이 있다고 여겨졌습니다. 이제는 각성 상태의 질과 졸음 수준이 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다.

2. 새로운 치료 방향:
   포유류에서 결과가 확인되면 수면 욕구를 줄이거나 수면 욕구의 영향을 차단하여 발작을 예방하는 약물을 개발할 수 있을 것입니다.

3. 부스피론의 잠재력:
   이전에 불안 치료에 사용되었던 약물이 간질 환자의 야간 발작이나 수면 부족으로 인한 발작을 예방하는 데 사용될 수 있습니다.

결론

본 연구는 수면과 발작 활동의 신경생물학적 기전을 특정 신경 회로 및 수용체 수준에서 연결한 최초의 연구 중 하나입니다. 이 연구는 특히 수면 장애로 악화되는 간질의 치료 및 예방에 근본적으로 새로운 접근법을 제시할 것입니다.