우울증의 3차원(3D) 체외(in vitro) 모델은 질병 병태생리를 규명하고, 항우울제 작용 기전을 해명하며, 약물 효능을 평가하고, 새로운 치료제의 개발을 촉진하는 데 유용한 플랫폼이다. 우리의 선행 연구에서 합성 글루코코르티코이드인 덱사메타손에 노출된 3D 피질(대뇌피질) 소체(cortical spheroids)는 신경가소성의 현저한 손상을 보였으며, 이는 우울증의 핵심 병리학적 특징을 나타냈다. 본 연구는 에스시탈로프람(escitalopram) 처리 하에서 이 모델의 적용 가능성을 평가하고, 관련된 분자 기전을 해명하는 것을 목표로 하였다. 일차 랫트(rat) 피질 세포 유래 3D 소체는 덱사메타손(100 µM)에 노출된 후, 0.1, 1, 10 µM 농도의 에스시탈로프람으로 처리하였다. Western blot 분석을 통해 뇌유래신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF), mTORC1 관련 신호 단백질, 그리고 PSD-95 및 GluA1을 포함한 시냅스 단백질을 측정하였다. 신경돌기(neurite) 신장(outgrowth)은 면역형광으로 시각화하고 Sholl 분석으로 정량화하였다. 덱사메타손은 BDNF 발현, 신경돌기 복잡성 및 mTORC1, 4E-BP1, p70S6K의 인산화를 유의하게 감소시켰으며, 이에 더해 시냅스 단백질 수준도 감소시켰다. 에스시탈로프람은 용량 의존적으로 이러한 결손을 역전시켰고, 10 µM에서 가장 두드러진 효과가 관찰되었다. 이러한 결과는 에스시탈로프람이 덱사메타손 처리 피질 소체에서 신경가소성을 증진시키고 mTORC1 신호 전달의 활성을 증가시키는 것과 연관됨을 보여주며, 스트레스 관련 신경가소성 손상의 기전 연구를 위한 3D 체외 시스템으로서 이 모델의 타당성을 입증한다.
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