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이용석 연구실
서울대학교 의과학과 이용석 교수
시냅스 가소성
해마 기억회로
Wnt/β-catenin 신호전달
연구 영역
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논문·특허
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이용석 연구실

서울대학교 의과학과 이용석 교수

이용석 연구실은 학습과 기억을 매개하는 시냅스 가소성의 분자 신호전달 축을 규명하고, 이를 신경회로 및 행동 표현형으로 연결하는 연구를 수행합니다. Wnt/β-catenin-Rnf146, mGluR5-SHP2- AMPA receptor GluA2 인산화-내재화, dopamine D1/D5 조절, 성상교세포 ERK- Ca2+ 이상이 기억 기능과 신경가소성에 미치는 영향을 in vivo에서 검증합니다. 또한 공포조건화 과정에서 소뇌 회로의 역할을 광유전학과 회로 추적 관점에서 다루고, 단일세포 전사체로 세포 아형 다양성을 분해하여 네트워크 조절 기전을 도출합니다. 더불어 tauopathy에서 tau nucleation core 기반 자가응집과 인산화 의존적 씨딩 조절이 신경독성과 기억 손상으로 이어지는 경로를 분석합니다.

시냅스 가소성해마 기억회로Wnt/β-catenin 신호전달mGluR5-SHP2 경로도파민 D1/D5 신호
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시냅스 가소성과 분자 신호전달 기반 학습·기억 및 사회적 행동 조절 연구 thumbnail
시냅스 가소성과 분자 신호전달 기반 학습·기억 및 사회적 행동 조절 연구
Synaptic plasticity and molecular signaling mechanisms for learning, memory, and social behavior reg
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 7
·
2025
Aberrant ERK signaling in astrocytes impairs learning and memory in RASopathy-associated BRAF mutant mouse models
Minkyung Kang, Jihye Choi, Jeong Ho Han, Toshiyuki Araki, Soo-Whee Kim, Hyun-Hee Ryu, Min-Gyun Kim, Seoyeon Kim, Han-Byul Jang, Sun Yong Kim, Kyoung-Doo Hwang, Soobin Kim, Myeongjong Yoo, Jaegeon Lee, Kitae Kim, Pojeong Park, Ja Eun Choi, Dae Hee Han, Yujin Kim, Jeongyeon Kim, Sunghoe Chang, Bong-Kiun Kaang, Jung Min Ko, Keun‐Ah Cheon, Joon‐Yong An, Sang Jeong Kim, Hyungju Park, Benjamin G. Neel, Chul Hoon Kim, Yong‐Seok Lee
IF 13.6 (2025)
Journal of Clinical Investigation
RAS/MAPK 경로의 돌연변이는 종종 두개안면 이형성, 심혈관 결손, 피부과적 이상, 지적 장애와 같이 특징이 중첩되는 RAS병증(RASopathies)을 유발한다. B-Raf proto-oncogene(BRAF) 돌연변이는 심장-안면-피부(cardiac-facio-cutaneous, CFC) 증후군 및 누난(Noonan) 증후군과 연관되어 있으나, 이러한 돌연변이가 인지 기능을 어떻게 손상시키는지는 여전히 불분명하다. 본 연구에서는 RAS병증 환자에서 발견된 기능획득형 BRAF 돌연변이(K499E)를 보유한 여러 마우스 모델을 이용하여, 그 기저 신경 기전을 조사하였다. Nestin-Cre 프로모터(Nestin;BRAF^KE/+ )의 통제를 받는 신경줄기세포에서 BRAF K499E(KE)를 발현시키면 해마 기억 결손이 유발되었으나, 흥분성 또는 억제성 뉴런에서는 그러지 않았다. 신경줄기세포에서의 BRAF KE 발현은 비정상적인 반응성 성상교증(astrocytosis), 성상교세포 Ca2+의 변동 증가, 그리고 마우스에서 해마 장기억제(long-term depression, LTD)의 감소를 초래하였다. 일관되게, BRAF KE를 발현하는 3차원 사람 대뇌 피질 오가노이드(spheroids)에서도 반응성 성상교증이 관찰되었다. 성상교세포 특이적 아데노연관바이러스- BRAF KE(AAV-BRAF^KE) 전달은 기억 결손 및 반응성 성상교증을 유발하고, 성상교세포 Ca2+ 변동을 증가시켰다. 특히, 성상교세포에서 세포외 신호 조절 키나아제(extracellular signal-regulated kinase, ERK) 활성을 감소시키면 Nestin;BRAF^KE/+ 마우스의 기억 결손과 성상교세포 Ca2+ 활성 변화가 회복되었다. 또한 성상교세포 Ca2+ 활성을 감소시키면 BRAF KE를 발현하는 마우스의 공간 기억 손상이 구제되었다. 본 연구 결과는 ERK 과활성이 Ca2+ 조절 이상과 연관된 성상교세포 기능장애에 기여하며, 그 결과 BRAF 연관 RAS병증의 기억 결손이 발생함을 보여준다.
https://doi.org/10.1172/jci176631
Mutant
MAPK/ERK pathway
Biology
Cell biology
Cancer research
Signal transduction
Neuroscience
Genetics
Gene
2
Article
|
인용수 3
·
2025
Hippocampal-cortical interactions in the consolidation of social memory
Gaeun Park, Min Seok Kim, Young‐Beom Lee, Soonho Shin, Taewoo Kim, Sang Jeong Kim, Doyun Lee, Yong‐Seok Lee
IF 15.7 (2025)
Nature Communications
익숙한 동종 개체에 반응한 뉴런은 형제자매를 포함한 다른 익숙한 마우스의 인식을 손상시켰으며, 이러한 뉴런 활동이 사회적 친숙함을 지지함을 보여주었다. 또한 IL 영역으로 투사하는 해마 복측 CA1 뉴런을 비활성화하면, 새로 친숙해진 마우스에 대한 기억의 공고화가 교란되었지만 형제자매의 인식은 보존되었다. 이러한 결과는 사회적 기억의 공고화에서 해마-피질 간 상호작용이 핵심적 역할을 한다는 것을 입증한다.
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64264-7
Neocortex
Optogenetics
Memory consolidation
Hippocampal formation
Consolidation (business)
Hippocampus
Social memory
Nucleus accumbens
3
Article
|
인용수 9
·
2024
Chronic ultraviolet irradiation induces memory deficits via dysregulation of the dopamine pathway
Kyeong-No Yoon, Sun Yong Kim, Jungeun Ji, Yidan Cui, Qing‐Ling Quan, Gunhyuk Park, Jang‐Hee Oh, Ji Su Lee, Joon‐Yong An, Jin Ho Chung, Yong‐Seok Lee, Dong Hun Lee
IF 12.9 (2024)
Experimental & Molecular Medicine
자외선(ultraviolet, UV) 방사선이 뇌 기능에 미치는 영향은 이전에 연구된 바 있으나, UV 방사선에 의해 유발되는 신경행동 변화의 원인이 되는 특정 신경전달물질 매개 기전은 아직 명확히 규명되지 않았다. 본 연구에서는 UV 방사선에 의해 유발되는 신경행동 변화의 기저 기전을 규명하고자 하였다. 마우스 모델에서 우리는 피부에 UV 조사를 가하면 해마(hippocampus) 기억, 시냅스 가소성, 성인 신경생성(adult neurogenesis)에 결손이 유발되며, 아울러 피부, 부신(adrenal glands), 뇌에서 도파민(dopamine) 수준이 증가함을 관찰하였다. 만성적인 UV 노출은 도파민성 뉴런(dopaminergic neuron) 분화에 관여하는 유전자들의 발현을 변화시켰다. 또한 만성적인 말초 도파민(dopamine) 투여는 기억 결손을 초래하였다. 도파민 D1/D5 수용체 길항제(dopamine D1/D5 receptor antagonist)를 전신 투여한 결과, UV 조사 마우스에서 기억, 시냅스 가소성, 성인 신경생성 및 유전자 발현의 변화가 역전되었다. 본 연구의 결과는 만성 UV 노출이 중추신경계뿐 아니라 피부를 포함한 말초 장기에서 도파민 수준을 변화시켜, 관찰된 해마 기억 결손 및 신경생성 장애와 같은 신경행동 변화의 기저가 될 수 있음을 뒷받침하는 수렴적 증거를 제공한다. 본 연구는 UV 노출로부터의 보호의 중요성을 강조하며, UV 노출의 부정적 신경학적 영향에 대응하기 위해 도파민 수용체를 표적하는 약물학적 접근의 가능성을 제시한다.
https://doi.org/10.1038/s12276-024-01242-x
Neurogenesis
Dopamine
Neuroscience
Dopaminergic
Hippocampal formation
Synaptic plasticity
Neurotransmitter
Hippocampus
Central nervous system
Psychology
최신 정부 과제
34
과제 전체보기
1
2025년 7월-2029년 12월
|1,375,000,000
만성 통증 치료제 신규 타겟 기전 규명과 치료 효과 검증
만성 통증 환자는 중추신경계 장애로 인해 뇌에서 자발적으로 발생하는 극심한 통증을 호소함. 우리는 만성통증 동물모델 뇌에서 PET 분자 영상과 전사체 분석 선행연구를 통해 뇌 영역별로 세포 특이적인 분자 패턴 변화를 발견함. 지금까지 만성통증이 난치인 이유는 만성통증 뇌 변화의 복잡성을 이해하지 못했기 때문이라고 판단함. 본 연구에서 난치성 만성통증에 관여...
먄성통증
통증
대사성 글루타메이트 수용체 5
유전자 치료
2
2025년 3월-2029년 12월
|337,500,000
다중 신경망의 복합 신경신호 기반 실시간 일화기억 디코딩 기술 개발
일화기억(episodic memory)은 일상생활을 통해 경험하는 다양한 사건들에 관한 기억임. 따라서, 개인의 정체성에 크게 관여하는 중요한 기억임. 알츠하이머성 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환이나 정상적 노화 과정에서 주로 보고되는 인지기능의 저하는 일화기억의 저하를 동반하는 특성을 지님.일화기억은 다음의 4가지 핵심 정보의 포함 유무로 정의됨: (1) 일...
일화기억
실시간 디코딩
딥러닝
다중 신경망
뉴럴 프로브
3
주관|
2023년 7월-2024년 7월
|8,000,000
제2회 한-중-일 국제 신경과학회의
- 2023년 7월 27일부터 30일까지 4일동안 중국 주하이에서 중국신경과학회(CNS) 주최하에 대면으로 개최될 예정이며, 아래와 같이 24개의 세미나 세션을 준비 중임. - 7월 27일: 등록 - 7월 28일: 개회식, 1개의 기조 강연, 5개 세미나 세션 진행(한중 공동 세션: Memory engram, Development of neural circuit, Physiology and pathophysiology of microglia) - 7월 29일: 1개 기조강연, 10개 세미나 세션 진행 - 7월 30일: 1개 기조강연, 9개 세미나 세션 진행(한중 공동세션: Learning and memory, Frontiers in Neuro-homeostasis, Brain-inspired computing and AI) - 본 과제의 지원을 받는 한중 공동세미나는 2025년 개최될 제 3회 한중일 국제신경과학회를 준비하기 위해 2024년 개최될 계획임.
신경과학
뇌과학
국제학술대회
국제 공동연구
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023도파민 생성 억제제를 포함하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물1020230190081
공개2023자폐증 장애 진단용 조성물 및 키트1020230096178
공개2022도파민 수용체 길항제를 포함하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물1020220182000
전체 특허

도파민 생성 억제제를 포함하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230190081

자폐증 장애 진단용 조성물 및 키트

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230096178

도파민 수용체 길항제를 포함하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물

상태
공개
출원연도
2022
출원번호
1020220182000