나고야 대학의 가이치 히로조 교수와 후나바시 야스히로 조교 등의 연구 그룹은 '쾌감'이나 '의욕' 등의 감정을 일으키는 도파민에 의한 보상(쾌감) 관련 행동·기억 형성 제어의 분자 메커니즘을 밝혔다.
인간의 뇌에는 약 1,000억개의 신경세포가 존재한다고 하며, 상호 연결하면서 복잡한 네트워크(신경회로)를 형성하고 있다.그 중에서도 「보상계」라고 불리는 신경회로의 하나는, 즐거움이나 기분 좋음을 초래하는 자극(보상 자극)에 응답해 활성화한다.그러면 쾌감이나 의욕 등의 감정이 일어나 경험으로 학습·기억한다.이에 관여하는 주된 조절인자는 도파민이라 불리는 신경전달물질이다.도파민은 뇌의 측좌핵의 중형 유극 신경 세포에 작용하여 세포 내에서 분자 수준의 변화를 일으켜 세포의 기능을 조절합니다.또한 정신분열증이나 약물의존증 등 정신·신경질환의 병인과 병태에도 관련되어 있다고 한다.
연구 그룹은 보상 기억 형성에 관여하는 다기능 단백질 "CBP"와 결합하는 단백질로서 전사 인자 "Npas4"를 확인했다.또한, 도파민이 세포 내에서 단백질 인산화 효소 "MAPK"를 활성화시켜 Npas4를 인산화하여 Npas4와 CBP의 결합을 촉진한다는 것을 발견했다.또한, Npas4의 인산화는 신경 세포의 시냅스 가소성에 관여하는 유전자 발현을 촉진하고, 마우스의 보상 관련 행동과 기억 형성을 조절한다는 것을 발견했다.
이번에 MAPK에 의한 Npas4의 인산화가 보상 관련 행동과 기억에 관여하는 것이 세계 최초로 밝혀졌다.이 결과에 의해, 도파민 신경계의 기능부전이 원인인 정신분열증이나 약물 의존증 등의 정신·신경질환의 치료법의 개발로 이어질 것으로 기대된다.
