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수면 연구와 동물 모델

전문가 제언: ○ 수면은 동물계에서 널리 관찰되는 생리현상이다. 포유동물의 수면을 전기 생리학적으로 두 가지로 나누는데 렘(REM: Rapid Eye Movement)과 논-렘(NON-REM)이 있다. 논-렘의 수면은 뇌간의 수면중추가 일을 하고 대뇌피질의 활동이 저하한다. 반면 렘에서는 대뇌피질이 깨어 있을 때와 아주 가까워 역설적인 수면이라 부르기도 한다. 수면은 지속적으로 일하지 않는 적극적 또는 의도적으로 활동을 중지해 개체수준에서 움직이지 않는 상태를 말한다. 동물은 활동상태와 비활동상태가 있어 비활동상태에는 잠자는 상태(수면)와 잠을 자지 않고 활동만 중지한 상태(휴식)가 있다. 그러나 수면과 관련된 장애도 여러 가지가 있어 그 이해와 치료에 대한 연구를 위해 동물을 이용하고 있다. 이 논문에서는 동물을 사용한 수면연구의 역사, 사람의 수면장애와 유사한 증상을 가진 동물모델을 이용한 사례에 대해 기술하고 있다.

○ 수면이상을 가진 동물모델이 있어서 수면연구에 비약적인 진전을 가져온 경우도 있다. 약100년 전에 단면 하는 개의 뇌에서 수면물질을 축출한 것을 시작으로 수면각성의 액성 조절기구와 신경조절기구에 대한 많은 연구를 동물모델을 통해 지금은 분자수준까지 이해하는 데 도달했다. 사람과 같은 수면이상을 나타내는 유전자변이 동물모델을 이용해 수면발작증(narcolepsy)과 수면호흡장애를 개, 원숭이, 돼지, 마우스 등에서 그 기전과 치료방법을 찾고 있다. 한편으로는 돌고래 같이 생존환경과 내부환경에 따라 수면양식을 변화하는 동물모델도 연구에 도움이 되고 있다.

○ 초파리의 경우, 하루의 70%는 움직이고 있으며 정지한 상태에서도 행동학적으로 포유류와 여러 면에서 수면유사성 행동이 있다. 초파리가 가지고 있는 생물학적인 특성 때문에 유전학적 분석에 널리 이용되어 왔으며 수면의 유사성까지 발견됨으로써 수면의 분자생물학을 연구하는 데 좋은 모델이 되고 있다.

○ 수면에 대한 전기 생리학적인 연구와 동물모델을 이용한 분자생물학의 새로운 지식이 쌓여서 수면각성조절기구와 수면장애에 대한 기전의 이해와 치료에 도움이 되기를 기대한다.

저자: Kazuki Honda
자료유형: 학술정보