이영희 연구실
수의과대학 이영희
이영희 연구실은 신경해부학과 대사조절기능 해부학을 기반으로, 뇌 신경회로가 섭식 행동과 에너지 대사에 미치는 영향을 심층적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 외측시상하부 등 뇌의 주요 영역에서 신경세포 집단이 음식 탐색 및 섭취 행동을 어떻게 조절하는지, 그리고 이 과정에서 렙틴 수용체 신경세포와 신경펩타이드 Y 등 다양한 신경전달물질이 어떤 역할을 하는지에 대해 첨단 신경과학 기법을 활용하여 규명하고 있습니다.
최근에는 동물 모델을 이용한 실험을 통해, 음식에 대한 동기(욕구)와 실제 행동(섭식)이 뇌 내에서 별도의 신경회로에 의해 조절됨을 밝혀내고 있습니다. 이러한 연구는 비만, 섭식장애 등 대사질환의 신경생물학적 원인을 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 신경회로의 세부적 구조와 기능을 해부학적으로 분석함으로써 새로운 치료 표적을 제시하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 중추신경계에서 대사조절에 관여하는 다양한 신경펩타이드(GLP-1, GIP, 옥시토신 등)와 호르몬의 작용 메커니즘을 집중적으로 연구하고 있습니다. 이들 신경전달물질의 단독 또는 병용 투여가 식욕, 체중, 에너지 대사에 미치는 효과를 동물 실험을 통해 검증하며, 신경회로 활성 변화와 대사 개선 효과의 상관관계를 분석합니다. 특히, GLP-1과 옥시토신의 상호작용 연구를 통해 비만 치료제 개발에 있어 복합적 신경회로 조절의 중요성을 강조하고 있습니다.
이외에도, 인지행동치료(CBT) 기반의 디지털 플랫폼을 활용한 비만 관리 프로그램 개발 및 임상적 효과 검증 연구도 수행하고 있습니다. 이는 신경과학적 기초 연구와 임상적 응용 연구를 융합하여, 실질적인 대사질환 예방 및 치료 전략을 제시하는 데 기여하고 있습니다.
이영희 연구실은 신경해부학, 대사조절, 행동신경과학, 임상중개연구 등 다양한 분야를 아우르며, 뇌-행동-대사 연계 연구의 선도적 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 신경회로의 구조적·기능적 특성 규명과 이를 기반으로 한 대사질환 치료 전략 개발에 지속적으로 매진할 계획입니다.
신경해부학을 통한 섭식 행동의 신경회로 규명
이영희 연구실은 신경해부학적 접근을 통해 섭식 행동을 조절하는 뇌 신경회로의 구조와 기능을 심층적으로 연구하고 있습니다. 특히 외측시상하부(Lateral Hypothalamus)와 같은 뇌 부위에서 렙틴 수용체(Leptin Receptor) 신경세포가 음식 탐색 및 섭취 행동의 각 단계에서 어떻게 작동하는지에 대한 세밀한 분석을 수행합니다. 이를 위해 섬유 광학 측정(fibre photometry), 마이크로엔도스코프 등 첨단 신경과학 기법을 활용하여 신경세포의 실시간 활성 변화를 관찰하고, 행동 단계별로 활성화되는 신경세포 집단을 구분합니다.
이러한 연구는 동물 모델(주로 생쥐)을 이용하여, 음식에 대한 동기와 실제 섭취 행동이 어떻게 분리되어 조절되는지, 그리고 각 단계별로 관여하는 신경회로가 무엇인지 규명하는 데 중점을 둡니다. 예를 들어, 렙틴 수용체 신경세포의 특정 하위 집단이 음식 탐색 행동에, 또 다른 집단이 섭취 행동에 특이적으로 활성화됨을 밝혀내고, 이들의 활성 조절이 행동 변화에 미치는 영향을 실험적으로 입증합니다. 또한, 신경펩타이드 Y(Neuropeptide Y)와 같은 신경전달물질이 이러한 신경회로의 게이트 역할을 하는지에 대해서도 탐구합니다.
이 연구는 비정상적인 음식 탐색 및 섭취 행동(예: 폭식, 식욕부진 등)의 신경생물학적 원인을 밝히고, 궁극적으로는 비만, 섭식장애 등 대사질환의 치료 표적을 제시하는 데 기여할 수 있습니다. 신경해부학적 회로 규명은 뇌-행동-대사 연계 연구의 핵심으로, 미래 신경과학 및 의생명과학 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
중추신경계 대사조절 및 비만 치료 기전 연구
본 연구실은 중추신경계에서 대사조절에 관여하는 다양한 신경펩타이드와 호르몬(예: GLP-1, GIP, 옥시토신 등)의 작용 메커니즘을 집중적으로 연구합니다. 특히, 비만 및 대사질환 모델 동물을 활용하여, 뇌 내에서 이들 신경전달물질이 식욕, 체중, 에너지 대사에 미치는 영향을 체계적으로 분석합니다. 예를 들어, GLP-1과 GIP의 병용 투여가 식욕 억제 및 체중 감소에 미치는 효과와, 이 과정에서 시상하부 신경회로가 어떻게 활성화되는지에 대한 실험적 검증을 수행합니다.
또한, GLP-1과 옥시토신의 상호작용이 비만 동물에서 대사 개선 효과에 미치는 영향을 연구하여, 두 신경펩타이드의 병용이 기대와 달리 상호 길항적으로 작용함을 밝혀내기도 했습니다. 이러한 결과는 비만 치료제 개발에 있어 단일 신경전달물질이 아닌, 복합적 신경회로 및 신경펩타이드 상호작용을 고려해야 함을 시사합니다. 더불어, PPAR alpha/gamma 이중 작용제와 같은 신약 후보 물질의 대사 개선 효과 및 부작용 최소화 가능성도 동물 실험을 통해 검증하고 있습니다.
이 연구는 중추신경계 기반 대사조절의 분자적·세포적 기전을 밝힘으로써, 비만 및 당뇨병 등 만성 대사질환의 근본적 치료 전략을 제시하는 데 중요한 기여를 하고 있습니다. 신경과학과 대사생리학의 융합 연구를 통해, 미래 맞춤형 대사질환 치료제 개발의 토대를 마련하고 있습니다.
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Lateral hypothalamic leptin receptor neurons drive hunger-gated food-seeking and consummatory behaviours in male mice
NATURE PORTFOLIO, 2023
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Antagonistic interaction between central glucagon-like Peptide-1 and oxytocin on diet-induced obesity mice
ELSEVIER SCI LTD, 2020
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Multidimensional Cognitive Behavioral Therapy for Obesity Applied by Psychologists Using a Digital Platform: Open-Label Randomized Controlled Trial
JMIR PUBLICATIONS, INC, 2020
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외측시상하부 음식 탐색/섭취 신경의 회로 및 분자적 특이성 규명
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섭식에 대한 욕구와 동기의 구분 및 특이적 신경회로 규명
