신경생리학 연구실 / 정지혜

인간의 감정은 무엇일까요? 감정은 우리 일상을 다채롭게 하는 아주 중요한 요소이고, 개인마다 매우 다른 데다가, 사회생활이나 기억과 학습을 포함한 인지 기능 등 다양한 고위 뇌기능에 영향을 줍니다. 일상의 여러 경험들은 우선 시냅스에 일시적인 변화를 일으키지만, 그 경험의 발생 빈도 뿐 아니라 그 경험이 촉발한 감정의 종류와 강도에 따라 반영구적으로 기억될 수 있게 각인되기도 하고 일정 기간 기억되기도 하고, 혹은 아예 잊혀지기도 합니다. 이렇듯 다양한 경험은 그 자체로도 우리 뇌에 변화를 일으킬 뿐 아니라, 의사 결정이나 학습과 기억 등 인지 능력, 그리고 여러 사회적 행동에 영향을 끼치는 중요한 요소입니다. 또한 직접적 원인이 무엇이든 일정 범위를 넘어서는 감정 변화나 감정 조절 이상은 우리의 웰빙을 심각하게 위협하기도 합니다. 이렇게 감정이 뇌의 작동의 산물이라는 것은 이미 오랫동안 알려져 왔으나, 구체적인 시냅스와 신경 회로 수준에서의 감정에 대한 이해는 아직도 걸음마 단계에 불과합니다.

이에 본 연구실은 전기생리학적, 약물학적, 분자생물학적, 그리고 광유전학적 접근 방법을 사용하여 세포 수준에서부터, 시냅스, 신경 회로, 그리고 나아가 행동 수준에서 어떻게 감정이, 그리고 사회적, 환경적 사건들이 (예컨대 스트레스와 같은) 우리의 다양한 행동들을 조절할 수 있는지에 대해 연구합니다. 이를 위하여 설치류를 이용, 뇌절편 전기생리학을 기반으로 다양한 행동 검사 및 최신 신경회로 연구 기술 (광유전학, 초소형 형광현미경, 광섬유 광도측정법)을 활용합니다. 특히 감정이 인코딩되는 신경 회로와 감각 처리, 의사 결정, 학습과 기억, 사회 행동 등 다양한 신경 회로와의 상호 작용에 큰 관심을 가지고 있습니다. 더불어 감정의 이상 조절로 생기는 우울증이나 외상후 스트레스 장애와 같은 기분 장애의 시냅스/신경회로적 기반을 밝혀 기분 장애 질환들을 신경생물학적으로 이해하고, 이를 바탕으로 치료기반 마련의 근거를 제시하고, 최종적으로 감정이란 무엇인지 신경회로 수준에서 이해하고자 합니다.



본 연구실에서 진행했던, 그리고 진행 중인 구체적인 연구 주제와 내용은 다음과 같으며, 한국연구재단 중견연구자지원사업, 뇌원천기술개발사업 그리고 세종과학펠로우십(박호용 박사), BK21 4단계 사업의 지원을 받아 수행하고 있습니다.

• 측유상핵을 중심으로 한 우울증 동물모델의 시냅스, 신경회로 이상 기전 연구

  • Synaptic potentiation onto habenula neurons in the learned helplessness model of depression. Li B*, Piriz J*, Mirrione M*, Chung C*, Proulx CD, Schulz D, Henn F, Malinow R., Nature. 2011 Feb 24;470(7335):535-9.
  • Temporal variations in presynaptic release probability in the lateral habenula. Park H, Cheon M, Kim S, Chung C#., Scientific Reports. 2017 Jan 20;7:40866.
  • Exposure to Stressors Facilitates Long-Term Synaptic Potentiation in the Lateral Habenula. Park H, Rhee J, Park K, Han JS, Malinow R, Chung C#., Journal of Neuroscience. 2017 Jun 21;37(25):6021-6030.
  • Selectively Impaired Endocannabinoid-Dependent Long-Term Depression in the Lateral Habenula in an Animal Model of Depression. Park H, Rhee J, Lee S, Chung C#., Cell Reports. 2017 Jul 11;20(2):289-296.
  • Actions of Neuropeptide Y on Synaptic Transmission in the Lateral Habenula. Cheon M, Park H, Rhim H, Chung C#., Neuroscience. 2019 Jul 1;410:183-190.
  • Elevated O-GlcNAcylation induces an antidepressant-like phenotype and decreased inhibitory transmission in medial prefrontal cortex. Cho Y, Hwang H, Rahman MA, Chung C#, Rhim H#. Scientific Reports. 2020 Apr 24;10(1):6924.
  • Protein kinase C mediates neuropeptide Y-induced reduction in inhibitory neurotransmission in the lateral habenula. Cheon M, Park H, Chung C#., Neuropharmacology. 2020 Dec 1;180:108295.
  • Left-right asymmetric and smaller right habenula volume in major depressive disorder on high-resolution 7-T magnetic resonance imaging.Cho SE, Park CA, Na KS, Chung C, Ma HJ, Kang CK, Kang SG. PLoS One. 2021 Aug 3;16(8):e0255459.
  • Brain-wide cellular mapping of acute stress-induced activation in male and female mice. Kim W, Chung C#. FASEB J. 2021 Dec;35(12):e22041.
  • Mu-opioid receptor activation attenuates depression-like behaviors by decreasing presynaptic transmission of the lateral habenula (submitted)
  • MAPK-dependent presynaptic potentiation in the lateral habenula induces depressive-like behaviors in rats (submitted)

• FKBP5 유전자 결핍 쥐(외상후 스트레스 장애 모델)를 활용한 다양한 뇌 기능이상 연구

  • The Impact of FKBP5 Deficiency in Glucocorticoid Receptor Mediated Regulation of Synaptic Transmission in the Medial Prefrontal Cortex. Ryu H, Cheon M, Chung C#., Neuroscience. 2021 Mar 1;457:20-26.
  • Interaction Between Glucocorticoid Receptors and FKBP5 in Regulating Neurotransmission of the Hippocampus. Zhang S, Cheon M, Park H, Kim T, Chung C#., Neuroscience. 2022 Feb 10;483:95-103.
  • Selective impairment in long-term depression in the FKBP5-deficient hipocampus (in preparation)

• 공포기억만 특이적으로 잊지 못하는 생쥐 모델(외상후 스트레스 장애 생쥐모델)에서의 뇌의 다양한 구조적, 기능적, 분자적 차이 연구

  • Impaired Hippocampal Synaptic Plasticity and Enhanced Excitatory Transmission in a Novel Animal Model of Autism Spectrum Disorders with Telomerase Reverse Transcriptase Overexpression. Rhee J, Park K, Kim KC, Shin CY, Chung C#. Mol Cells. 2018 May 31;41(5):486-494.
  • Pharmacological modulation of AMPA receptor rescues social impairments in animal models of autism. Kim JW, Park K, Kang RJ, Gonzales ELT, Kim DG, Oh HA, Seung H, Ko MJ, Kwon KJ, Kim KC, Lee SH, Chung C, Shin CY. Neuropsychopharmacology. 2019 Jan;44(2):314-323.
  • Gene-environment interaction counterbalances social impairment in mouse models of autism. Kim JW, Park K, Kang RJ, Gonzales EL, Oh HA, Seung H, Ko MJ, Cheong JH, Chung C, Shin CY. Scientific Reports. 2019 Aug 7;9(1):11490.

• 시냅스 전달 과정(시냅스 소포 방출과 유입, 재사용 과정, 시냅스 후 뉴런 수용체 기능 등)과 그 의미에 관한 연구

  • Acute dynamin inhibition dissects synaptic vesicle recycling pathways that drive spontaneous and evoked neurotransmission. Chung C, Barylko B, Leitz J, Liu X, Kavalali ET. J Neurosci. 2010 Jan 27;30(4):1363-76.
  • New perspectives on glutamate receptor antagonists as antidepressants. Chung C#. Arch Pharm Res. 2012 Mar;35(4):573-7.
  • Vesicle dynamics: how synaptic proteins regulate different modes of neurotransmission. Chung C#, Raingo J#. J Neurochem. 2013 Jul;126(2):146-54.
  • NMDA receptor as a newly identified member of the metabotropic glutamate receptor family: clinical implications for neurodegenerative diseases. Chung C#. Mol Cells. 2013 Aug;36(2):99-104.
  • Decreased Na(+) influx lowers hippocampal neuronal excitability in a mouse model of neonatal influenza infection. Park H, Yu JE, Kim S, Nahm SS, Chung C#. Scientific Reports. 2015 Aug 27;5:13440.
  • nArgBP2 regulates excitatory synapse formation by controlling dendritic spine morphology. Lee SE, Kim Y, Han JK, Park H, Lee U, Na M, Jeong S, Chung C, Cestra G, Chang S. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jun 14;113(24):6749-54.
  • Temporal variations in presynaptic release probability in the lateral habenula. Park H, Cheon M, Kim S, Chung C#., Scientific Reports. 2017 Jan 20;7:40866.
  • Inositol Pyrophosphate Metabolism Regulates Presynaptic Vesicle Cycling at Central Synapses. Park SJ, Park H, Kim MG, Zhang S, Park SE, Kim S#, Chung C#., iScience. 2020 Apr 24;23(4):101000.
  • Inositol hexakisphosphate kinase-1 is a key mediator of prepulse inhibition and short-term fear memory. Kim MG, Zhang S, Park H, Park SJ, Kim S#, Chung C#. Mol Brain. 2020 May 7;13(1):72.

(기타 연구 주제 관련 성과를 포함한 전체 연구실적은 여기서 확인할 수 있습니다: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=chihye%20chung&sort=date)