초록 ▼

□ 연구개요
사회적 서열 행동은 집단생활을 하는 다양한 생물 종에서 공통적으로 관찰되는 진화적으로 잘 보존된 행동양상으로 개체의 삶과 생존에 중요한 요소로 작용하지만, 이에 대한 신경생물학적 기전은 아직 많이 알려져 있지 않았음. 전전두엽(medial prefrontal cortex, mPFC)의 활성이 사회적 서열 행동에 관여한다는 것이 사람과 설치류를 이용한 최근의 연구들에 의해 밝혀졌지만, 어떠한 전전두엽의 세부 신경회로망의 분자 및 생리학적 변화가 사회적 서열 행동에 관여하는지에 대한 우리의 이해는 부족한 상황임. 따라

□ 연구개요
사회적 서열 행동은 집단생활을 하는 다양한 생물 종에서 공통적으로 관찰되는 진화적으로 잘 보존된 행동양상으로 개체의 삶과 생존에 중요한 요소로 작용하지만, 이에 대한 신경생물학적 기전은 아직 많이 알려져 있지 않았음. 전전두엽(medial prefrontal cortex, mPFC)의 활성이 사회적 서열 행동에 관여한다는 것이 사람과 설치류를 이용한 최근의 연구들에 의해 밝혀졌지만, 어떠한 전전두엽의 세부 신경회로망의 분자 및 생리학적 변화가 사회적 서열 행동에 관여하는지에 대한 우리의 이해는 부족한 상황임. 따라서 본 연구는 사회적 서열 행동을 담당하는 전전두엽 출력 신경회로망들의 작동 기전을 분자 및 생리학적인 수준에서 규명하는 연구를 수행하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 사회적 서열 행동을 담당하는 전전두엽 출력 신경회로망 확인
1) 면역형광염색 및 뇌절편 전기생리학 실험을 통해 mPFC-NAc 및 mPFC-VTA에서의 사회적 서열에 따른 활성 차이를 확인함.
2) FosTRAP 및 TRACE 기법을 활용하여 사회적 서열 행동에 의해 이기는 개체 및 지는 개체 특이적으로 활성화되는 전전두엽 출력 신경회로망들을 확인함.
2. 사회적 서열 행동에 대한 분자 수준에서의 전전두엽 신경회로망 작동 원리 파악
1) 사회적 서열이 높은 개체와 낮은 개체의 전전두엽 조직을 이용하여 단일세포 전사체 분석을 통해 차별적으로 발현하는 유전자를 확인함.
2) 단일세포 전사체 분석을 통해 확인된 mPFC-NAc 및 mPFC-VTA에서 사회적 서열에 따라 차별적으로 발현하는 유전자들에 대하여 RT-qPCR을 통해 유효성을 검증함.
3. 사회적 서열 행동에 대한 생리학적인 수준에서의 전전두엽 신경회로망 작동 원리 파악
1) 섬유광도법을 이용하여 사회적 서열 행동을 하는 동안 mPFC-NAc 및 mPFC-VTA의 활성 변화를 확인함.
2) 사회적 서열에 따라 mPFC-NAc 신경회로망 중 D1R-MSN에서 가소성 변화를 확인함.
4. 분자 및 생리학적인 특성 제어를 통한 사회적 서열 행동 조절 여부 확인
1) mPFC-VTA 신경세포에서 Pou3f1의 발현을 제어함으로써 사회적 서열이 조절되는 것을 확인함.
2) mPFC-NAc 및 mPFC-VTA 신경회로망의 활성 제어를 통해 mPFC-NAc이 사회적 서열을 높이는데 관여하는 반면, mPFC-VTA는 사회적 서열을 낮추는데 관여하는 것을 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
1. 사회적 서열 행동은 집단 생활을 하는 다양한 종에서 관찰되는 진화적으로 잘 보존되어 있으며 개체의 생존에 중요한 행동임에도 불구하고, 아직 이에 대한 신경생물학적 기전연구는 미흡함. 이를 신경해부학, 분자 및 생리학 등 다양한 수준에서 이해하고자 하는 본 연구는 사회적 서열 행동을 포함한 사회성 행동 전반에 대한 신경생물학적인 이해를 높일 것임.
2. 기존의 많은 생물학 연구들이 그룹 간 차이(inter-group difference)에 집중해온 반면, 본 연구는 사회적 서열 행동에 대한 개체별 차이(individual difference)에 대한 다각도의 신경생물학적 접근이기 때문에 도전적이고 독창적인 연구 주제라고 생각됨.
3. 본 연구는 동물행동, 신경해부학 및 전기생리학과 같은 전통적인 신경과학 연구기법과 함께 최신 신경생물학(광유전학, 뇌조직 투명화, 생체 내 신경세포 활성 측정 등) 및 분자 생물학(단일세포 수준의 전사체 분석) 연구기법을 적절히 활용하는 융합 연구로 창의적인 연구 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대됨. 또한 본 연구 수행을 통해 구축된 연구 플랫폼은 향후 다양한 연구 주제에 적용될 수 있음.
4. 다양한 신경정신질환 환자에서 사회성 행동의 이상이 보고되고 있으며, 우울증, 자폐증 동물 모델에서 사회적 서열 행동의 이상이 관찰됨. 따라서 본 연구는 사회성 이상 행동과 관련된 신경정신질환의 이해 및 치료 방안 도출에도 도움이 될 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발과제의 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구가설 및 도출근거 ... 4
• 4) 연구내용 및 범위와 평가착안점 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 사회적 서열 행동을 담당하는 전전두엽 출력 신경회로망 확인 ... 5
• 2) 사회적 서열 행동에 대한 분자 수준에서의 전전두엽 신경회로망 작동 원리 파악 ... 6
• 3) 사회적 서열 행동에 대한 생리학적인 수준에서의 전전두엽 신경회로망 작동 원리 파악 ... 6
• 4) 분자 및 생리학적인 특성 제어를 통한 사회적 서열 행동 조절 여부 확인 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 1) 연구결과의 의미 및 중요성 ... 12
• 2) 연구개발성과 활용에 따른 기대효과 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 성과 관리 추진체계 ... 13
• 2) 연구개발성과의 활용분야 및 활용방안 ... 13
• 3) 추가연구의 필요성 ... 13
• 4) 타 연구에의 응용 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 30