초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 유전자 조작 마우스 및 광유전학 (Optogenetics) 접근을 통하여 충동성을 조절하는데 중요하다고 알려진 도파민 신경전달기전 및 도파민 수용체에 의해 뇌의 어느 특정 부위에서 어떠한 신호를 이용하여 충동성 행동을 조절하는 지를 분석하여 강박성 섭식장애, 중독 뿐 아니라 인격장애 및 반사회적 사회적 행동 등의 질환 등을 유발하는 것으로 알려진 충동성 행동장애의 신경생물학적 기전을 규명하고자 하였으며, 그 결과, 중심편도체 (CeA)에서 분계선조 침대핵(BNST)으로 이어지는 D2R 발현

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 유전자 조작 마우스 및 광유전학 (Optogenetics) 접근을 통하여 충동성을 조절하는데 중요하다고 알려진 도파민 신경전달기전 및 도파민 수용체에 의해 뇌의 어느 특정 부위에서 어떠한 신호를 이용하여 충동성 행동을 조절하는 지를 분석하여 강박성 섭식장애, 중독 뿐 아니라 인격장애 및 반사회적 사회적 행동 등의 질환 등을 유발하는 것으로 알려진 충동성 행동장애의 신경생물학적 기전을 규명하고자 하였으며, 그 결과, 중심편도체 (CeA)에서 분계선조 침대핵(BNST)으로 이어지는 D2R 발현 신경회로의 활성이 충동적 행동을 특이적으로 조절함을 밝힘으로서 새로운 충동성 조절 회로를 밝힘.

1단계: 도파민 D2 수용체에 의한 충동성 분석
-편도체에서의 도파민 D2 수용체 발현 억제 혹은 과발현에 따른 충동성 행동을 5-CSRTT (5-Choice Serial Reaction Time Task)를 통해 분석
2단계: 광유전학을 통한 편도체 도파민 D2 수용체 발현 뉴런 활성화에 의한 충동성 행동 조절
-편도체의 D2 수용체를 발현하는 신경세포를 광유전학적으로 활성화 시켰을 때 빛에 의해 활성화된 도파민 D2 수용체에 의해 어떻게 충동성 등의 행동이 변화되는 지를 분석
3단계: 광유전학 및 neural tracing을 이용한 편도체 도파민 D2 뉴런 회로 분석
-광유전학 및 Neural tracing 기법을 이용한 편도체의 도파민 D2 수용체 발현세포 주변의 전기생리학적 활성화 분석 및 회로 분석

연구결과
▶여러 정신질환들에서 특징적으로 보여 지는 충동적 행동의 조절이 편도체의 도파민 D2 수용체 의존적으로 조절될 수 있음을 보임
▶신경생물학 분야에 있어서 중요한 cutting-edge 기술인 광유전학을 이용하여 편도체의 도파민 D2 수용체의 활성화가 충동적 행동의 감소를 유도할 수 있음을 보임
▶광유전학적인 방법을 통해 중심편도체(CeA)로부터 분계선조침대핵 (BNST)로의 도파민 D2 수용체 발현 신경세포만을 특이적으로 활성화시켜 이 회로가 충동성조절에 있어 중요한 회로임을 밝힘
▶도파민 D2R 의 신호전달 체계에 해당하는 ERK를 조절할 수 있는 도파민 D2 수용체 발현세포 특이적으로 EGFR의 발현을 억제한 conditional knockout 쥐를 제작하여(D2R-Cre::EGFRloxp/loxp ) 이들의 충동성 조절을 분석한 결과 정상 쥐와 큰 차이 없음. 도파민성 신경세포가 D2R-EGFR-ERK 신호전달을 통해 이루어짐을 확인

연구결과의 활용계획
본 연구결과를 토대로 중심편도체(CeA)에서 분계선조침대핵 (BNST)으로 이어지는 D2R발현 신경회로가 충동적 행동의 조절에 특이적으로 관여함을 관찰하여 여태껏 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 찾아냄으로서 충동성을 기반으로 하는 중독관련 질환 및 충동조절 행동장애 질환의 치료전략을 확립하는 데에 기여할 것으로 기대됨.

( 출처 : 한글요약문 5p )

Abstract ▼

Purpose&contents
Dopaminergic Neutrotransmission system is known to be important in control of impulsivity. Impulsive behaviors can result in different neuro-psychiatric disorders such as addiction and compulsive eating behaviors but also in anti-social peronality disorders. Identification of the

Purpose&contents
Dopaminergic Neutrotransmission system is known to be important in control of impulsivity. Impulsive behaviors can result in different neuro-psychiatric disorders such as addiction and compulsive eating behaviors but also in anti-social peronality disorders. Identification of the specific behavioral and physiological target of dopamine system using genetically engineered mice and optogenetics in neural circuits, will shed light on the elucidation of neurobiological basis of impulsive behaviors.

Result
▶We demonstrated that regulation of impulsive behavior which is a characteristic behavior in various psychiatric disorders depends on dopamine D2 receptors.
▶Optogenetic activation of dopamine D2 receptor expressing neurons in the central amygdala induces a decrease in impulsive behavior.
▶We have demonstrated that inhibitory synaptic outputs from D2R-expressing neurons in the central amygdala (CeA) modulate impulsive behaviors and optogenetic activation of the D2R-expressing neurons of CeA to bed nucleus stria terminalis(BNST) pathway reduces the impulsive behaviors
▶We generated conditional knockout mice of EGFR on D2R-expressing cells by breeding EGFRflox/flox and D2R-cre mice to investigate possibel in vivo role of D2R-mediated signaling for ERK activation through EGFR and we observed that there was no significant changes in the impulsivity in these animals.

Expected Contribution
This research established an in depth investigation of impulsivity using animal models of impulsive behavior disorder which is not been tried so far. Our findings therefore extend the neural network of CeA in control of emotional behaviors, showing that D2R-mediated signaling in the CeA is communicating with VTA and BNST and that D2R-exprressing neurons of CeA-BNST pathway control impulsive behaviors. Understanding the heterogeneity of these components of circuits, and how these components operate and interplay might expand our therapeutic strategies for addressing the neuropsychiatric disorders associated with traits impulsivity.

( 출처 : SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구 목표 ... 7
• 2) 연구의 필요성 ... 8
• 3)연구개발 범위 ... 10
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 1) 국내∙외 연구동향 ... 16
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 21
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 41
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 44
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 45
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 49
• 8. 참고문헌 ... 50
• 9. 연구성과 ... 55
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 60
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 60
• 12. 기타사항 ... 61
• [별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 62
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 72
• 끝페이지 ... 72