KR20140125659A - Method for treatment of depressive disorder with optogenetic stimulation at left medial prefrontal cortex - Google Patents

Method for treatment of depressive disorder with optogenetic stimulation at left medial prefrontal cortex Download PDF

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KR20140125659A
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Abstract

The present invention relates to a method for treating depression by optogenetic stimulation at left medial prefrontal cortex. More specifically, it is verified that a social interaction due to stress is closely associated with left medial prefrontal cortex, and that the social interaction can be controlled by optogenetic stimulation at the left medial prefrontal cortex based on the above results. Therefore, the method for expressing channel rhodopsin at the left medial prefrontal cortex can be effectively used to treat depression using an optogenetic stimulation means.

Description

좌뇌 내측 전전두엽의 광유전적 자극을 통한 우울증 치료방법{Method for treatment of depressive disorder with optogenetic stimulation at left medial prefrontal cortex}[0001] The present invention relates to a method for treating depression by mediastinal stimulation of the medial prefrontal cortex of the left brain,

본 발명은 좌뇌에 대한 광유전학 우울증 치료법에 관한 것으로, 구체적으로 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex)의 광유전적 자극(optogenetic stimulation)을 통한 우울증 치료방법에 관한 것이다.
The present invention relates to the treatment of photogenetic depression in the left brain, and more particularly to a method of treating depression through optogenetic stimulation of the left medial prefrontal cortex.

현대의 복잡한 사회 속에서 발생하는 정신적 손상은 과거와는 달리 커다란 심리적 충격이나 자극에 의해서 나타나기보다는, 일상생활 속에서 일어나는 미약하지만 지속적이고 반복적인 스트레스(stress)에 의한 것이 많다. 이러한 스트레스는 환자 자신도 인식을 못 하면서 병원에서조차 이를 간과하기 쉬운 것으로, 약한 자극이 누적되어 개인을 우울증에 시달리게 한다.The mental impairment that occurs in modern societies is not caused by a great psychological impact or stimulation but rather by the weak but continuous and repetitive stress that occurs in everyday life. These stresses are easily overlooked by the hospital even though the patients themselves are not aware of it. The weak stimuli accumulate and cause depression in the individual.

우울증은 객관적 상황과는 관계없이 일어나는 정서적 병리현상으로 환자의 모든 생활이 우울한 기분으로 덮여있고, 흥미가 감소하고 무쾌감증(anhedonia)이 되며, 정신운동의 저하, 염세감, 절망에 사로잡히게 되고 자살의욕을 느껴 자살기도에까지 이르는 질병인데, 식욕저하, 불면, 변비, 성욕감퇴, 면역기능 저하로 인한 질병에 대한 감수성이 높아지는 등의 다양한 신체적 증상을 보인다.
Depression is an emotional pathology that occurs irrespective of the objective situation, and all of the patients' lives are covered with depressed mood, decreased in interest, become anhedonia, deteriorated in mental exercise, It is a disease that leads to suicidal ideation by feeling suicidal, and shows various physical symptoms such as decreased appetite, insomnia, constipation, loss of libido, and increased sensitivity to diseases caused by immune function deterioration.

현재까지의 우울증 치료는 약물 치료에 대부분 의존하고 있다. 하지만 한 약물에 반응하는 환자군은 60% 정도에 해당하며, 약물 치료를 하더라도 환자의 우울증이 호전되지 않을 확률이 10% 정도에 다다른다. 또한, 약물 치료는 치료를 시작하고 1개월까지 기다려야 호전을 가져오는 등 치료효과가 시기적으로 늦게 오기 때문에 그 사이에 환자의 육체적 심리적 고통이 크며 중간에 치료를 중단하고 극단적인 선택을 하는 경우도 있다. 또한, 약물 치료에 반응하지 않는 10%의 환자를 대상으로 고전적인 전기 충격 요법이나 경두개골 자기 자극술을 시행하고 있으나, 효과가 없는 상당한 환자군이 존재하는 것은 사실이다. 심부 두부자극술(DBS)이 이런 환자군에 대한 새로운 치료법으로 떠오르고 있다. 환자 뇌에 전극을 삽입해야 하는 침습적 방법으로 제한적으로 시행되고 있으나, 시행된 시술의 효과는 대부분의 경우에서 우수하다고 판단되고 있다.
To date, depression has been largely dependent on drug therapy. However, about 60% of patients respond to a drug, and even if the drug is used, the probability of the patient not being able to recover from the depression reaches 10%. In addition, the medication treatment is delayed because the treatment effect is delayed by starting treatment and waiting until 1 month. In such a case, the physical and psychological distress of the patient is great, . In addition, 10% of the patients who did not respond to medication were treated with classical electrical shock therapy or light cranial magnetic stimulation. Deep head stimulation (DBS) is emerging as a new treatment for these patients. Although it is limited to invasive methods in which electrodes are inserted into the patient's brain, the effectiveness of the procedure is considered to be excellent in most cases.

광유전학(optogenetics)은 최근 각광받고 있는 바이오 기술 분야의 하나로, 유전자를 조작해 빛으로 무엇인가를 조절한다는 뜻이다. 광유전학의 초기 연구는 빛을 이용해 신경세포의 활성을 조절하는데 응용되었고, 이는 신경세포에 빛을 쪼여주면 신경세포가 활성화되고, 빛을 쪼여주지 않으면 신경세포의 활성을 억제하는 기술을 말한다. 이렇게 빛을 이용하여 신경세포의 활성을 조절하면 기존의 전기 자극을 이용해 신경세포를 조절하는 것보다 보다 정밀하게 신경세포의 활성을 통제할 수 있다. 전기 자극이 불특정 다수의 신경세포를 자극하는 것에 반해 광유전학 기술은 목표로 하는 특정세포를 정확하게 자극할 수 있기 때문이다.
Optical genetics (optogenetics) is a field of biotechnology that has recently come to the fore, which means manipulating genes to control something with light. Early studies of photogenetics have been applied to regulate the activity of nerve cells using light, which means that nerve cells are activated when the light is applied to the nerve cells, and the activity of the nerve cells is inhibited when the light is not applied. By regulating the activity of neurons using light, it is possible to control the activity of neurons more precisely than controlling neurons using conventional electrical stimulation. Because electrical stimulation irritates many nerve cells indefinitely, photogenetics technology can precisely stimulate specific cells of interest.

채널로돕신(channel rhodopsin)의 채널(channel)은 무엇인가가 통과한다는 뜻이고, 로돕신(rhodopsin)이라는 단어는 빛과 관련된다. 이는 빛을 받으면 채널로돕신의 채널이 열려 무엇인가가 세포 안으로 들어오고, 빛이 없으면 채널이 열리지 않는 특징이 있다. 이와 관련하여 빛으로 채널로돕신의 채널을 열고 닫을 수 있도록 조절하는 방법을 통하여 특정 세포의 활성을 조절할 수 있음을 확인하고, 이를 신경세포에 적용하였다. 따라서, 채널로돕신 단백질을 신경세포에 주입하여 신경세포 세포막에서 채널의 열고 닫힘을 빛으로 조절할 수 있도록 하였고, 신경세포의 채널이 열리면 세포 안으로 칼륨(K)과 같은 양이온들이 세포 안으로 들어오게 되며, 이로 인하여 세포 안과 밖의 전위차가 발생하여 신경세포는 활성화 되게 된다. The channel of channel rhodopsin means something passes, and the word rhodopsin is related to light. This is because when the light is received, the channels of the channel rhodopsin are opened, and something enters the cell, and when there is no light, the channel does not open. In this regard, it has been confirmed that the activity of specific cells can be regulated by regulating light to open and close channels of rhodopsin, and applied to neurons. Therefore, channel rhodopsin protein is injected into neurons to regulate the opening and closing of channels in neuronal cell membranes. When neuronal channels are opened, cations such as potassium (K) enter cells, This causes a potential difference between the inside and outside of the cell to activate the neuron.

이와 관련하여, 기존의 연구에 의해서 편도체의 특정 신경망이 쥐의 불안감을 조절한다는 사실이 규명되었다. 쥐들은 본능적으로 탁 트인 공간에서 포식자 등에 대한 두려움으로 잘 활보하지 않는 성향이 있는데, 광유전학 기술을 적용하여 쥐의 편도체에 빛을 쪼여주자 쥐들은 불안한 모습을 보이지 않고 공간을 활보하는 결과를 보였다. 이는, 광유전학 기술이 불안장애와 같은 정신질환 치료제 개발에 새로운 도구가 될 수 있음을 나타낸다. 또한, 파킨슨병에 걸린 쥐를 모델로 광유전학 기술을 적용하여 이들 쥐들의 병세가 정상인 쥐와 거의 유사하게 호전될 수 있음을 확인하였다. 또한, 광유전학 기술을 적용하여 맹인 생쥐의 시력을 기초적인 수준까지 회복한 연구결과가 있으며, 이는 광유전학에 의해 망막세포가 흥분되고, 이 신호가 다른 세포로 전달되면서 시신경망이 활성화되는 것으로, 광유전학이 망막신경의 활성화에도 이용될 수 있음을 나타낸다.
In this regard, it has been established that certain neurons of the amygdala control the anxiety of rats by existing studies. The mice instinctively tended not to walk well in the open space due to the fear of predators and the like. When light was applied to the rat's amygdala by applying photogenetics technology, the mice showed a result of striding the space without showing an uneasy appearance . This indicates that photogenetics technology can be a new tool for the development of therapeutic agents for mental disorders such as anxiety disorders. In addition, by applying photogenetics technology to mice modeled on Parkinson 's disease, we found that the disease of these rats can be improved almost in the same way as normal rats. In addition, there is a research result of applying optical genetics technology to restore visual acuity of blind mice to basal level. This is because the retinal cells are excited by photogenetics and the signal is transferred to other cells to activate the optic nerve network. Indicating that photogenetics can also be used to activate the retinal nerve.

이에, 본 발명의 발명자들은 뇌에 손상을 최소화할 수 있는 우울증 치료방법 개발을 위해 노력한 결과, 스트레스에 따른 사회적 상호작용이 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex)과 밀접한 관련성이 있고, 상기 결과를 바탕으로 좌뇌 내측 전전두엽에 광자극을 통하여 사회적 상호작용을 조절할 수 있음을 확인하여, 좌뇌 내측 전전두엽에 채널로돕신을 발현시키고, 광자극을 주는 수단을 이용하여 우울증의 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have attempted to develop a method for treating depression that can minimize damage to the brain. As a result, the social interaction according to the stress is closely related to the left medial prefrontal cortex, , We confirmed that it is possible to control the social interaction through the optical stimulation of the left frontal lobe of the brain. We have shown that it can be useful for the treatment of depression by using the means of expressing channel rhodopsin in the left frontal lobe and using optical stimulation Thus completing the present invention.

본 발명의 목적은 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex)의 광유전적 자극(optogenetic stimulation)을 통한 우울증 치료방법, 이를 이용한 좌뇌 특이적 사회적 상호작용의 조절 정보를 제공하기 위한 신경세포 처리방법, 및 우울증 정도가 조절된 마우스 모델의 제조방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for treating depression through optogenetic stimulation of the left medial prefrontal cortex, a neural cell processing method for providing control information of a left-sided brain specific social interaction using the same, The present invention also provides a method of manufacturing a mouse model having a controlled degree of accuracy.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 채널로돕신(channel rhodopsin) 유전자를 포함하는 벡터 및 레이저 장치를 포함하는 우울증 치료 키트(kit)를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a depression treatment kit including a vector including a channel rhodopsin gene and a laser device.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 우울증 치료방법을 제공한다:The present invention also provides a method of treating depression comprising the steps of:

1) 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex)에 채널로돕신 단백질이 발현되도록 형질전환하는 단계; 및1) transforming a channeled rhodopsin protein to be expressed in the left medial prefrontal cortex; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환된 좌뇌 내측 전전두엽에 레이저를 조사하는 단계.2) irradiating the transformed left brain inner prefrontal cortex of step 1) with a laser.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 좌뇌 특이적 사회적 상호작용(social interaction)의 조절 정보를 제공하기 위한 신경세포 처리방법을 제공한다:The present invention also provides a neural cell processing method for providing control information of left-brain specific social interaction including the following steps:

1) 좌뇌 내측 전전두엽 유래 신경세포에 채널로돕신 단백질이 발현되도록 형질전환하는 단계; 및1) transforming a channel rhodopsin protein to be expressed in the neurons derived from the left frontal lobe; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환된 신경세포에 레이저를 조사하는 단계.2) irradiating the transformed neuron of step 1) with a laser.

아울러, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 우울증 수준 조절 마우스 모델의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a method of preparing a depression-level modulated mouse model comprising the steps of:

1) 인간을 제외한 포유동물의 좌뇌 내측 전전두엽에 채널로돕신 또는 할로로돕신(halorhodopsin)을 포함하는 벡터를 형질전환하여, 상기 채널로돕신 또는 할로로돕신을 발현시키는 단계; 및1) transforming a vector containing channelrodoxine or halorhodopsin into the left frontal lobe of the left ventricle of a mammal other than a human, and expressing said channelrodoxine or halorodoxine; And

2) 상기 단계 1)의 채널로돕신 또는 할로로돕신이 발현된 좌뇌 내측 전전두엽에 레이저를 조사하는 단계. 2) irradiating the left prefrontal cortex of the left ventricle expressing channel rhodopsin or halorodoxine in step 1).

본 발명의 채널로돕신(channel rhodopsin) 유전자를 포함하는 벡터 및 레이저 장치를 포함하는 우울증 치료방법은 기존의 전극치료로 사용되는 방법과 비교하여, 전극의 크기가 작아지고, 사용되는 전극의 세기도 줄어들어 전극치료에 따른 뇌손상을 줄일 수 있으며, 아울러, 양쪽 뇌에 레이저를 조사하여 환자를 치료하던 방법과 비교하여, 한쪽 뇌에만 레이저를 조사하여 치료과정에서 발생할 수 있는 뇌손상을 현저히 줄일 수 있다는 점에서 우울증의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
The method for treating depression including a vector comprising a channel rhodopsin gene and a laser device of the present invention has advantages in that the electrode size is reduced and the intensity of the electrode used is reduced as compared with the method used in conventional electrode treatment In addition, it is possible to reduce the brain damage caused by the electrode treatment and to reduce the brain damage that may occur during the treatment by irradiating the laser to only one brain as compared with the method of treating the patient by irradiating both brains with the laser Can be useful in the treatment of depression.

도 1은 사회적 스트레스에 있어서 뇌의 반구(hemispherses)에서의 다른 영향을 나타내는 도이다.
a: 좌뇌 또는 우뇌에 장애를 준 후, 사회적 표적의 유무에 따른 상호작용의 시간 변화 확인,
b: 좌뇌 또는 우뇌에 장애를 준 후, 스트레스를 받지 않은 군(검은 원), 회복력이 있는 군(파란 원) 및 예민한 군(붉은 원)에서 상호작용율 변화를 확인, 및
c: 100 ㎐의 전기적 자극에 의한 상호작용의 시간 변화 확인.
도 2는 예민한 마우스 군 및 회복력이 있는 마우스 군 사이에서 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽의 흥분 신경 발화패턴을 나타낸 도이다.
a: 대조군, 예민한 군 및 회복력이 있는 군에 있어서, 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽의 흥분 뉴런의 발화 유닛(unit),
b: 반구 사이의 흥분 뉴런의 발화율의 평균 비교, 및
c: 좌뇌 또는 우뇌 내측 전전두엽 뉴런 활성과 사회적 상호작용의 관련성 확인.
도 3은 좌뇌 내측 전전두엽의 광유전적 자극에 의한 예민한 마우스 군에서 사회성 회복을 나타내는 도이다.
a: 벡터 구조 및 면역조직화학염색 수행 결과,
b: 473 nm 레이저 자극에 반응하는 멀티 유닛 스파이크(multiunit spikes), 및
c 및 d: 스트레스를 받은 예민한 마우스에서 좌뇌 또는 우뇌 내측 전전두엽 자극에 의한 사회적 행동 영향 확인.
도 4는 회복력이 있는 마우스에서 내측 전전두엽의 흥분 뉴런 발화의 억제를 나타내는 도이다.
a: 벡터 구조 및 면역조직화학염색 수행결과,
b: 할로로돕신[halorhodopsin, NpHR(3.0)]에 의한 뉴런 활성의 억제,
c 및 d: 스트레스를 받은 회복력 있는 마우스에서 사회적 표적에 대한 행동 반응, 및
e: 사회성의 조절에 있어서, 내측 전전두엽이 지배하는 모델(lateralized role)을 위해 제안된 모델.
Figure 1 is a diagram illustrating other effects in the hemispherses of the brain in terms of social stress.
a: After the obstruction of the left or right brain, confirmation of the time change of the interaction with the presence of the social target,
b: After confirming the change in the interaction rate in the unstressed (black circle), resilient (blue circle), and sensitive (red circle)
c: Time change of interaction by electrical stimulation of 100 ㎐.
FIG. 2 is a diagram showing excited neural patterns of the left and right frontal lobe of the brain between the group of the sensitive mouse and the group of the restorative mouse.
a: In the control, sensitive, and resilient arm, the utterance unit of excited neurons in the left and right brains,
b: averaged comparison of the firing rate of excited neurons between hemispheres, and
c: Confirmation of the relationship between the left brain or right brain medial prefrontal neuron activity and social interaction.
FIG. 3 is a diagram showing the recovery of sociability in a group of sensitive mice caused by the light-induced stimulation of the left frontal lobe.
a: vector structure and immunohistochemical staining,
b: multiunit spikes responsive to 473 nm laser stimulus, and
c and d: Identification of the social behavioral effects of left-brain or right-sided prefrontal cortex stimulation in stressed mice.
Fig. 4 is a graph showing inhibition of excitatory neuronal activation of the medial prefrontal lobe in resilient mice.
a: vector structure and immunohistochemical staining,
b: inhibition of neuronal activity by halorhodopsin, NpHR (3.0)
c and d: Behavioral responses to social targets in stressed and restored mice, and
e: A proposed model for the lateralized role of the medial prefrontal cortex in the regulation of sociality.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 채널로돕신(channel rhodopsin) 유전자를 포함하는 벡터 및 레이저 장치를 포함하는 우울증 치료 키트(kit)를 제공한다.The present invention provides a depression treatment kit comprising a vector comprising a channel rhodopsin gene and a laser device.

상기 채널로돕신은 서열번호 1로 기재되는 채널로돕신-2인 것이 가장 바람직하나, 레이저에 노출되었을 때 이에 반응하여 세포막의 이온 채널을 여닫을 수 있는 단백질이라면 사용가능하다.The channel rhodopsin is most preferably the channel rhodopsin-2 described in SEQ ID NO: 1, but it can be used if it is a protein capable of opening and closing the ion channel of the cell membrane in response to exposure to laser.

상기 벡터는 선형 DNA 벡터, 플라스미드 DNA 벡터 및 재조합 바이러스 벡터로 구성된 군에서 선택된 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 재조합 바이러스 벡터는 레트로 바이러스, 아데노 바이러스 및 아데노 부속 바이러스로 구성된 군으로부터 선택된 것이 바람직하나 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 아데노 부속 바이러스인 것이 더욱 바람직하지만 이에 한정하지 않는다.The vector is preferably selected from the group consisting of a linear DNA vector, a plasmid DNA vector, and a recombinant viral vector, but is not limited thereto. In addition, the recombinant viral vector is preferably selected from the group consisting of retrovirus, adenovirus and adeno-associated virus. However, according to a preferred embodiment of the present invention, it is more preferable that the recombinant viral vector is adeno-associated virus.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 벡터는 CaMKIIa 프로모터, 채널로돕신 및 mCherry로 구성된 것이 바람직하며, 상기 채널로돕신은 N-말단으로부터 134번째 히스티딘(histidine)이 아르기닌(arginine)으로 치환된 것이 더욱 바람직하나 이에 한정하지 않는다. According to a preferred embodiment of the present invention, the vector is preferably composed of CaMKIIa promoter, channel rhodopsin, and mCherry. In the channel rhodopsin, the 134th histidine from the N-terminal is more preferably substituted with arginine But is not limited thereto.

또한, 상기 우울증 치료 키트는 광섬유(optic fiber)를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 광섬유는 페룰의 형태로 200 ㎛ 중심에 0.02 mm 길이를 갖는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. In addition, the depression treatment kit may further include an optical fiber, but the present invention is not limited thereto. According to a preferred embodiment of the present invention, the optical fiber is a ferrule having a length of 0.02 mm But is not limited thereto.

상기 우울증 치료 키트의 사용에 있어서, 채널로돕신을 갖는 벡터는 내측 전전두엽 지역에 투여되는 것이 바람직하고, 외(lateral) ±0.02 내지 ± 0.04 ㎝, 브레그마 0.2 내지 0.5 ㎝, 및 배(ventral) 0.1 내지 0.2 ㎝에 투여되는 것이 더욱 바람직하며, 외 ±0.03 ㎝, 브레그마 0.23 ㎝, 배 0.15 ㎝에 투여되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 자극에 필요한 빛의 강도는 1 내지 2 ㎽인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. In the use of the depression treatment kit, the vector having channel rhodopsin is preferably administered to the medial prefrontal region, and is preferably administered intravenously at a dose of from about 0.02 to about 0.04 cm lateral, from 0.2 to 0.5 cm from the breeding, More preferably 0.2 cm, and most preferably about 0.03 cm, 0.23 cm, and 0.15 cm, respectively, but not always limited thereto. The intensity of light required for stimulation is preferably 1 to 2 mW, but is not limited thereto.

아울러, 상기 우울증 치료 키트는 사용설명서를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
In addition, the depression treatment kit preferably includes but is not limited to instructions for use.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명자들은 좌뇌와 스트레스에 따른 사회적 상호작용(social interaction)의 관련성을 확인하기 위하여 사회적 회피(social avoidance)를 갖는 마우스 군 및 유의적인 사회적 회피를 갖지 않는 마우스 군을 이용하여 행동검사를 수행한 결과, 좌뇌 내측 전전두엽 장애를 갖는 마우스에서 스트레스-유도된 사회적 회피는 마우스 간의 상호작용 시간이 감소하고, 이에 대하여 점점 민감해지는 것을 확인하였다(도 1A 및 1B 참조).In a preferred embodiment of the present invention, the inventors of the present invention found that a group of mice having social avoidance and a group of mice having no significant social avoidance to confirm the relationship of social interactions according to stress to the left brain As a result of performing a behavioral test using the mouse, it was confirmed that the stress-induced social avoidance in the mice having the left frontal intra-prefrontal lesion decreased the interaction time between the mice and became more sensitive thereto (see FIGS. 1A and 1B).

또한, 본 발명자들은 좌뇌와 전기적 자극에 따른 사회적 상호작용의 관련성을 확인하기 위하여, 좌뇌 또는 우뇌 각각의 내측 전전두엽을 전극으로 자극한 후, 사회적 상호작용의 변화를 확인한 결과, 우뇌 내측 전전두엽에 전기적 자극을 받은 마우스는 사회적 상호작용이 감소한 반면, 좌뇌 내측 전전두엽에 전기적 자극을 받은 마우스는 사회적 회피를 갖지 않음을 확인하였다(도 1C 참조).In addition, in order to confirm the relevance of the social interaction according to the electrical stimulation with the left brain, the present inventors investigated the change of social interaction after stimulating the medial prefrontal lobe of each of the left brain and the right brain with electrodes. As a result, (FIG. 1C), while the mice receiving the electrical stimulation of the left intraventricular prefrontal cortex did not have social avoidance.

또한, 본 발명자들은 스트레스 민감성에 있어서 내측 전전두엽 반구(hemispheres)의 역할을 확인하기 위하여 전기생리학적 기록(electrophysiological recording)을 수행한 결과, 우뇌 내측 전전두엽에 의한 스트레스 습득에 있어서는 예민한 마우스 및 회복력 있는 마우스에서 차이점을 발견할 수 없었다(도 2A 및 2B 참조).In addition, the inventors conducted electrophysiological recording to confirm the role of the medial prefrontal hemispheres in stress sensitivity. As a result, in the case of obtaining stress due to the medial prefrontal cortex of the right brain, a sensitive mouse and a resilient mouse No differences could be found (see Figs. 2A and 2B).

또한, 본 발명자들은 좌뇌 내측 전전두엽에 광자극을 주어 사회적 상호작용을 조절할 수 있는지 확인하기 위하여 광유전적 방법(optogenetic method)을 사용하여 좌뇌 내측 전전두엽에 침체된 신경활성을 증가시킨 결과, 높은 빈도의 자극을 받은 예민한 쥐가 사회성 수준이 일반적인 수준으로 증가하였으나, 우뇌 내측 전전두엽에 침체된 신경활성을 증가시킨 예민한 쥐의 경우 회복되는 경향을 보이지 않았다(도 3B 및 3D 참조).In addition, the present inventors used optogenetic method to increase the activity of stagnation in the left intraventricular prefrontal cortex in order to determine whether the stimulation of the left interphalangeal prefrontal cortex can regulate social interactions. As a result, Sensitive mice showed a general increase in sociability, but did not show a tendency to recover from the sensitive rats that increased stunted neuronal activity in the right frontal lobe (see Figures 3B and 3D).

아울러, 광자극에 의해서 좌뇌 내측 전전두엽의 흥분성 뉴런의 발화율이 증가하는 것을 면역조직화학염색법을 통하여 확인한 결과, 채널로돕신이 과발현된 것을 확인하였고(도 3A 참조), 반면에 할로로돕신을 이용할 경우, 광자극에 의해 좌뇌 내측 전전두엽의 신경활성을 억제할 수 있음을 확인하였다(도 4 참조).In addition, immunohistochemical staining of the excitatory neurons of the left frontotemporal prefrontal cortex by optical stimulation confirmed the overexpression of channelrodoxine (see FIG. 3A), whereas when using halorodoxine, It was confirmed that stimulation could suppress the neural activity of the medial prefrontal cortex of the left brain (see FIG. 4).

따라서, 본 발명의 채널로돕신 유전자를 포함하는 벡터 및 레이저 장치는 좌뇌 내측 전전두엽의 뉴런 활성을 유의적으로 활성화시켜 스트레스에 의한 우울증으로부터 회복될 수 있음을 확인하였다.
Thus, it was confirmed that the vector containing the channel rhodopsin gene and the laser device of the present invention can be effectively recovered from stress-induced depression by significantly activating neuronal activity in the left frontal lobe.

본 발명은 하기의 단계를 포함하는 우울증 치료방법을 제공한다:The present invention provides a method of treating depression comprising the steps of:

1) 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex)에 채널로돕신 단백질이 발현되도록 형질전환하는 단계; 및1) transforming a channeled rhodopsin protein to be expressed in the left medial prefrontal cortex; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환된 좌뇌 내측 전전두엽에 레이저를 조사하는 단계.2) irradiating the transformed left brain inner prefrontal cortex of step 1) with a laser.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 좌측 뇌 특이적 사회적 상호작용(social interaction)의 조절 정보를 제공하기 위한 신경세포 처리방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a neural cell processing method for providing control information of left brain-specific social interaction including the following steps:

1) 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex) 유래 신경세포에 채널로돕신 단백질이 발현되도록 형질전환하는 단계; 및1) transforming a channeled rhodopsin protein to a neural cell derived from the left medial prefrontal cortex; And

2) 상기 단계 1)의 형질전환된 신경세포에 레이저를 조사하는 단계.2) irradiating the transformed neuron of step 1) with a laser.

상기 사회적 상호작용의 조절은 0.15 미만의 극히 낮은 사회적 상호작용율을 갖는 표적에 수행하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 상기 신경세포 처리방법은 광유전적 방법(optogenetic method)을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.Preferably, the modulation of the social interaction is performed on a target having an extremely low social interaction ratio of less than 0.15, but the present invention is not limited thereto. It is preferable to use the optogenetic method, Not limited.

또한, 상기 채널로돕신은 서열번호 1로 기재되는 채널로돕신-2인 것이 가장 바람직하나, 레이저에 노출되었을 때 이에 반응하여 세포막의 이온 채널을 여닫을 수 있는 단백질이라면 사용가능하다.The channel rhodopsin is most preferably a channel rhodopsin-2 represented by SEQ. ID. NO. 1, but it can be used as a protein capable of opening and closing ion channels of a cell membrane in response to exposure to a laser.

상기 형질전환은 형질전환(transformation), 형질주입(transfection), 전기천공(electrophoresis), 형질도입(transduction), 미세주입(microinjection) 및 총알식 도입(balliatic introduction)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용한 것이 바람직하고, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 형질도입을 사용하는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. The transformation may be carried out by any method selected from the group consisting of transformation, transfection, electrophoresis, transduction, microinjection and balliatic introduction. And it is most preferable to use transduction according to the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

아울러, 상기 레이저 조사는 1 내지 2 ㎽인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.In addition, the laser irradiation is preferably 1 to 2 mW, but is not limited thereto.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명자들은 채널로돕신 또는 할로로돕신을 주입한 후, 레이저를 조사하였을 경우 좌뇌 특이적 신경세포 활성 증가 또는 억제의 효과를 나타냄을 확인함으로써, 본 발명이 우울증 치료방법 및 좌측 뇌 특이적 사회적 상호작용의 조절 정보를 제공하기 위한 신경세포 처리방법을 제공함을 확인하였다.
In a preferred embodiment of the present invention, the present inventors confirmed that when irradiated with a laser after injecting channel rhodopsin or halorodopsin, the effect of increasing or inhibiting specific brain activity of the left brain was demonstrated, And to provide neural cell processing method to provide control information of left brain specific social interaction.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 우울증 수준 조절 마우스 모델의 제조방법을 제공한다:The present invention also provides a method of preparing a depressed level modulated mouse model comprising the steps of:

1) 인간을 제외한 포유동물의 좌뇌 내측 전전두엽에 채널로돕신 또는 할로로돕신(halorhodopsin)을 포함하는 벡터를 형질전환하여, 상기 채널로돕신 또는 할로로돕신을 발현시키는 단계; 및1) transforming a vector containing channelrodoxine or halorhodopsin into the left frontal lobe of the left ventricle of a mammal other than a human, and expressing said channelrodoxine or halorodoxine; And

2) 상기 단계 1)의 채널로돕신 또는 할로로돕신이 발현된 좌뇌 내측 전전두엽에 레이저를 조사하는 단계.2) irradiating the left prefrontal cortex of the left ventricle expressing channel rhodopsin or halorodoxine in step 1).

상기 우울증 수준 조절은 채널로돕신을 이용하여 신경세포를 활성시키고, 할로로돕신을 이용하여 신경세포를 억제시키는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 상기 신경세포 처리방법은 광유전적 방법(optogenetic method)을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 채널로돕신은 서열번호 1로 기재되는 채널로돕신-2인 것이 바람직하고, 할로로돕신을 서열번호 2로 기재되는 할로로돕신인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 아울러, 상기 우울증 수준 조절은 광섬유(optic fiber)를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 광섬유는 페룰의 형태로 200 ㎛ 중심에 0.02 mm 길이를 갖는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. The above-mentioned depressive level is preferably used to activate neurons using channel rhodopsin, and to inhibit neurons using halorodopsin, but the present invention is not limited thereto, and the neuron processing method uses an optogenetic method But is not limited thereto. In addition, the channel rhodopsin is preferably channel rhodopsin-2 described in SEQ ID NO: 1, and halodorocycline is preferably halodiposide described in SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the optical fiber has a length of 0.02 mm in the center of 200 탆 in the form of a ferrule, But is not limited thereto.

상기 형질전환은 형질전환(transformation), 형질주입(transfection), 전기천공(electrophoresis), 형질도입(transduction), 미세주입(microinjection) 및 총알식 도입(balliatic introduction)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용한 것이 바람직하고, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 형질도입을 사용하는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다.The transformation may be carried out by any method selected from the group consisting of transformation, transfection, electrophoresis, transduction, microinjection and balliatic introduction. And it is most preferable to use transduction according to the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

상기 레이저 조사에 있어서, 채널로돕신 또는 할로로돕신을 갖는 벡터는 내측 전전두엽 지역에 투여되는 것이 바람직하고, 외(lateral) ±0.02 내지 ± 0.04 ㎝, 브레그마 0.2 내지 0.5 ㎝, 및 배(ventral) 0.1 내지 0.2 ㎝에 투여되는 것이 더욱 바람직하며, 외 ±0.03 ㎝, 브레그마 0.23 ㎝, 배 0.15 ㎝에 투여되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 자극에 필요한 빛의 강도는 채널로돕신의 경우 1 내지 2 ㎽, 또는 할로로돕신의 경우 최대 1.5 내지 2.5 ㎽인 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 아울러, 상기 단계 1)에서 채널로돕신을 포함하는 경우, 단계 2)에서 473 nm의 청색 레이저를 조사하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고, 상기 단계 1)에서 할로로돕신을 포함하는 경우, 단계 2)에서 532 nm의 녹색 레이저를 조사하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.In the laser irradiation, the vector having channelrodoxine or halorodoxine is preferably administered to the medial prefrontal region, and it is preferable to administer the medial prefrontal region in an amount of from 0.02 to 0.04 cm in lateral, 0.2 to 0.5 cm in brema, More preferably 0.2 cm, and most preferably about 0.03 cm, 0.23 cm, and 0.15 cm, respectively, but not always limited thereto. The intensity of light required for stimulation is most preferably 1 to 2 mW in the case of channeled rhodopsin, or 1.5 to 2.5 mW in the case of halolodopsin, but is not limited thereto. In addition, in the case of including rhodopsin in the above step 1), it is preferable to irradiate a blue laser beam of 473 nm in step 2), but not limited thereto, when halodiodine is contained in step 1) It is preferable, but not limited, to irradiate a green laser of 532 nm.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명자들은 채널로돕신 또는 할로로돕신을 주입한 후, 레이저를 조사하였을 경우 좌뇌 특이적 신경세포 활성 증가 또는 억제의 효과를 나타냄을 확인함으로써, 본 발명이 우울증 수준 조절 마우스 모델의 제조방법을 제공할 수 있음을 확인하였다.
In a preferred embodiment of the present invention, the present inventors confirmed that when irradiated with laser after injecting channel rhodopsin or halorodoxine, the effect of increasing or inhibiting specific brain activity in the left brain was demonstrated, It is possible to provide a manufacturing method of a model.

이하, 본 발명을 실시예에 의해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1> 좌뇌와 스트레스에 따른 사회적 상호작용( 1> Social Interaction with Left Brain and Stress socialsocial interactioninteraction )의 관련성 확인)

<1-1> 실험동물의 준비<1-1> Preparation of experimental animals

본 발명에는 수컷 C57B/6J 마우스(13 내지 15 주령)가 모든 실시예에 사용되었다. 실험 동물의 사육 및 조작은 한국과학기술원의 동물실험 관련위원회(Animal Care and Use Committee)의 지시에 따라 수행되었다. 마우스는 음식 및 물을 자유롭게 섭취할 수 있고, 낮과 밤이 12시간씩 반복되는 환경에서 유지되었다.
In the present invention, male C57B / 6J mice (13-15 weeks old) were used in all examples. The breeding and manipulation of experimental animals was carried out in accordance with the instructions of the Animal Care and Use Committee of KINS. The mice were free to consume food and water, and were maintained in an environment where day and night were repeated for 12 hours.

<1-2> 마우스에서 만성 사회적 패배 스트레스에 따른 사회적 상호작용에 미치는 영향 확인<1-2> Effects of chronic social defeat stress on social interactions in mice

마우스에서 만성 사회적 패배 스트레스가 사회적 상호작용의 감소를 유도하는지 확인하기 위하여, 사회적 회피(social avoidance)를 갖는 마우스 군 및 유의적인 사회적 회피를 갖지않는 군을 이용하여 행동검사를 수행하였다.Behavioral tests were performed using mouse group with social avoidance and group without significant social avoidance to confirm that chronic social defeat stress induces a decrease in social interaction in mice.

구체적으로, 만성 사회적 패배 스트레스를 갖는 마우스를 제조하기 위하여, 아버틴(avertin, 시그마, 미국)으로 마취된 마우스를 정위방법 장치(stereotaxic device, KOPF instrument)에 고정하고, 전해질 장애(electrolytic lesion)를 시상봉합과 관상봉합의 접합점에 일으켰다[브레그마(bregma) +0.23, M-L ±0.003, 연막으로부터 깊이는 0.25 ㎝]. 단극의 스테인리스 전극(monopolar stainless electrode, A-M 시스템 564410)이 사용되었고, 15 초 동안 1 ㎃가 자극성 절연체(stimulus isolator, WPI, A365)에 흘려주었다. 회복을 위해 1 주일 후, 상기 마우스는 10일 동안 만성 사회적 패배 스트레스를 갖게 되었고, 스트레스 시간표의 마지막 날, 상기 스트레스를 가진 마우스는 사회적 상호작용 시험(social interaction test)를 수행하였다. 상기 사회적 상호작용 시험(social interaction test)은 어두운 방의 박스(42 × 42 × 42 ㎝) 안의 철망 우리(6 × 6 × 10 ㎝)에서 수행되었다. 상기 사회적 상호작용 시험 결과는 디지털 파일(digital file)로 기록되었으며, 상호작용 지역(interaction zone)에서의 시간은 에쏘비전 3.1(Ethovision 3.1, Noldus)로 분석되었다. 사회적 선호도 지표(social preferences index)(상호결합 비율)는 상호작용 지역(표적이 존재할 때/표적이 없을 때)에서 소모하는 시간비(time ration)에 의해서 얻어졌다. 또한, 전해질 장애를 시각화하기 위하여, 상기 마우스의 뇌를 수득하여 4% 포름알데히드(formaldehyde)에 고정하였다. 냉각 부분은 30 ㎛ 두께로 준비되었고, 크레실-바이올렛(cresyl-violet) 염색이 수행되었다. 마우스 뇌 아틀라스(atlas)(The Mouse Brain 2nd edition, Academic pression 2001)와 손상된 부위를 비교하여, 만약 M2(premoter area), VO(ventral orbital cortex) 또는 뇌량(corpus callosum)이 전해질 장해에 의해서 영향을 받았다면, 상기 마우스는 실험 결과에서 제외되었다.Specifically, to prepare mice with chronic social defeat stress, mice anesthetized with avertin (Sigma, USA) were fixed in a stereotaxic device (KOPF instrument) and an electrolytic lesion (Bregma +0.23, ML ± 0.003, depth of 0.25 cm from the smoke film) at the junction of sagittal and coronal sutures. A monopolar stainless electrode (A-M system 564410) was used and 1 ㎃ was poured into a stimulus isolator (WPI, A365) for 15 seconds. One week after recovery, the mice were given chronic social defeat stress for 10 days, and at the end of the stress schedules, the stressed mice underwent a social interaction test. The social interaction test was carried out in a dark room box (42 x 42 x 42 cm) with wire netting (6 x 6 x 10 cm). The social interaction test results were recorded in a digital file and the time in the interaction zone was analyzed by Ethovision 3.1 (Noldus). The social preferences index was obtained by the time ration consumed in the interaction area (when there is no target / no target). In addition, to visualize electrolyte disturbances, the brains of the mice were obtained and fixed in 4% formaldehyde. The cooled portion was prepared to a thickness of 30 [mu] m and cresyl-violet staining was performed. Comparing damaged areas with mouse brain atlas (The Mouse Brain 2nd edition, Academic pression 2001), if prematurity area (M2), ventral orbital cortex (VO) or corpus callosum are affected by electrolyte disturbances If received, the mice were excluded from the experimental results.

그 결과, 도 1A 및 1B에서 나타난 바와 같이 좌뇌 내측 전전두엽 장애를 갖는 마우스에 스트레스-유도된 사회적 회피는, 마우스의 사회적 상호작용 시간이 감소하여 사회적 상호작용에 점점 민감해지는 반면, 우뇌 내측 전전두엽 장애를 갖는 마우스에 스트레스-유도된 사회적 회피는, 마우스의 사회적 상호작용 시간이 증가하여, 이에 대한 회복력을 보이는 것을 확인하였다(도 1A 및 1B). 또한, 우뇌 내측 전전두엽에 장애를 갖는 마우스는 스트레스를 받았을 때 우뇌 내측 전전두엽이 스트레스 호르몬의 분비를 매개하는 한, 스트레스 호르몬 반응이 결핍될 수 있다.As a result, stress-induced social avoidance in mice with left-sided prefrontal cortex lesions as shown in Figs. 1A and 1B resulted in a decrease in the social interaction time of the mice, thereby increasing sensitivity to social interactions, Stress-induced social avoidance in the mice having an increased social interaction time of the mice showed resilience (Figs. 1A and 1B). In addition, mice with impaired right ventricular medullary prefrontal lobe may be deficient in stress hormone response as long as the medial prefrontal lobe mediates the secretion of stress hormones when stressed.

<< 실시예Example 2> 좌뇌와 전기적 자극에 따른 사회적 상호작용의 관련성 확인 2> Confirming the relevance of social interactions due to left brain and electrical stimulation

만성 사회적 패배 스트레스 대신 양극 전극으로 좌뇌 또는 우뇌 각각의 내측 전전두엽을 자극하였을 때 사회적 상호작용의 변화를 확인하였다.In addition to chronic social defeat stress, changes in social interactions were observed when stimulated with the inner prefrontal cortex of the left or right brain, respectively, with an anode electrode.

구체적으로, 전극 자극은 손상을 최소화하기 위하여 표적 위치에 20 ° 각도로 적용되었다: 브레그마 +0.23 ㎜, 측면으로 ±0.1, 연막으로부터의 깊이는 0.18 ㎝. 상기 자극을 위한 전극은 주문제작한 SNEX-100(Rhode medical)을 사용하였고, 마우스의 뇌에 맞춰 조정되었다(안쪽 노출 0.1 ㎜, 외부 노출 0.1 ㎜ 및 상호-노출 간격 0.2 ㎜). 전극은 두개골의 3 군데[2 군데의 관자놀이(temporal), 1 군데의 소뇌(cerebellum)]에 움직이고 떨어지는 것을 방지하기 위하여 고정되었고, 또한 치과용 시멘트로 고정되었다. 실험용 마우스는 와이어(wire)를 가진 이후, 5분 동안의 와이어 부착에도 잘 적응하였다. 첫 3일 동안 15분씩 사회적 상호작용 시험 상자에도 잘 적응하였고, 4일부터 14일까지 3분 적응 후, 새로운 CD1 마우스가 상자의 철제 유리에 들어가게 되었다. 실험용 마우스가 박스에 넣어진 후, 전기 자극이 가해졌다. 양극 사각파(bipolar square pulse)(파의 넓이는 20 ms, 100 Hz, 20 uA)가 자극성 절연체(WPI, RBMA-200C) 및 NII(National instrument, Noldus)에 의해서 10분 동안 10초에 한번 씩 1초씩 적용되었다. 마지막 날, 마지막 자극 후 최소 6시간 후, 탐침 검정(probe test)이 검은색 및 흰색 줄이 배경 벽에 있는 6각형의 탐침 검정 박스(28 × 28 × 28 × 28 × 28 × 28 ㎝)에서 수행되었다. 철망 우리(6 × 10 × 10 ㎝)는 상자의 한쪽 모서리에 두었고, 실험 수행 전에 약한 라벤터 향기를 첨가하였다.Specifically, the electrode stimulus was applied to the target location at an angle of 20 [deg.] To minimize damage: Bregma +0.23 mm, side to side 0.1, depth from the smoke 0.18 cm. The electrode for the stimulation was a custom-made SNEX-100 (Rhode Medical) and adjusted to the brain of the mouse (0.1 mm inside exposure, 0.1 mm external exposure and 0.2 mm cross-exposure interval). The electrodes were fixed to prevent movement and dropping to three sites of the skull (two temporal and one cerebellum) and were also fixed with dental cement. The experimental mice were well adapted to wire attachment for 5 minutes after having a wire. During the first 3 days, it was well adapted to the social interaction test box for 15 minutes. After 3 minutes adaptation from 4th to 14th day, a new CD1 mouse was placed in the iron glass of the box. After the experimental mouse was placed in the box, electrical stimulation was applied. A bipolar square pulse (20 ms wide, 100 Hz, 20 uA) was applied by a stimulus insulator (WPI, RBMA-200C) and NII (National instrument, Noldus) 1 second. On the last day, at least 6 hours after the last stimulus, the probe test is performed in a hexagonal probe black box (28 × 28 × 28 × 28 × 28 × 28 cm) with black and white lines on the background wall . Wire netting (6 × 10 × 10 cm) was placed on one corner of the box, and a weak Raven flavor was added before the experiment.

그 결과, 도 1C에서 나타난 바와 같이 사교 대상이 있는 환경에서 우뇌 내측 전전두엽에 전기적 자극을 경험한 실험용 마우스는 사회적 상호작용이 감소하였고, 사회적 패배의 경우와 행동적 영향이 비슷하였다. 반면에, 좌뇌 내측 전전두엽에 전기적 자극을 경험한 실험용 마우스는 사회적 회피를 갖지 않는 것을 확인하였다(도 1C).
As a result, as shown in FIG. 1C, experimental mice experiencing electrical stimulation in the right frontal medial prefrontal lobe in a social environment showed a decrease in social interaction and behavioral effects similar to those of social defeat. On the other hand, experimental mice that experienced electrical stimulation in the left frontal lobe of the brain did not have social avoidance (Fig. 1C).

<< 실시예Example 3> 스트레스 민감성에 있어서, 내측 전전두엽 반구( 3> In stress sensitivity, medial prefrontal hemisphere ( hemisphereshemispheres )의 역할 확인Check the role of

만성 사회적 패배(chronic social defeat)는 스트레스를 받은 마우스와 받지 않은 마우스 사이에 비슷한 스트레스 호르몬 수준에도 불구하고 스트레스를 받은 마우스에서 행동 스펙트럼(behavioral spectrum)의 표현의 결과를 나타낸다. 이는 스트레스 민감성 또는 스트레스 자각의 회복에 대한 독립적 대사과정이 있음을 말한다. 따라서, 스트레스 민감성에 있어서 내측 전전두엽 반구의 역할을 전기생리학적 기록(electrophysiological recording)을 통하여 확인하였다.Chronic social defeat shows the result of behavioral spectrum expression in stressed mice despite similar stress hormone levels between stressed and untreated mice. This means that there is an independent metabolic process for the recovery of stress sensitivity or stress awareness. Therefore, the role of medial prefrontal hemispheres in stress sensitivity was confirmed by electrophysiological recording.

구체적으로, 프로브 검정(probe test)을 수행한 후, 5일부터 10일까지의 마우스를 정위방법 장치에 우레탄(urethane) 마취(1.5 g/kg)하여 고정하였고, 상기 마우스의 체온은 온도 조절장치(Homothermic blanket system, Harvard Apparatus)에 의해서 관찰 및 유지되었다. 석영으로 코팅된 4극관(Quartz-coated tetrodes)(0.5 ~ 2 ㏁, THOMAS Recording)은 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽에 두었다[브라그마로부터 거리(mm), +1.7, ±0.3, 1.3 - 2.5: 전-후(anterior-posterioi; AP), 내-외(medio-lateral; ML), 등-배(dorsal-ventral; DV) 축(aexs)]. 기록 위치를 알아내기 위하여, 조직통과 전에 4극관의 끝부분을 형광 염색용액(fluorescence dye solution)(Dil, 50 ㎎/㎖, 시그마)에 살짝 담갔고, 뇌 절편(brain slice)에서 전극 추적은 로다민필터(rhodamine filter)를 사용하여 공초점 현미경(confocal microscope)으로 시각화하였다. 신호는 AC 증폭기(AC amplifier)(PGMA, THOMAS Recording)를 이용하여 증폭되었고, 30 ㎑(DT3010, Neuralynx)에서 표본을 얻었으며, 다중-단위 활성(multi-unit activity)을 측정하기 위하여 300 ~ 6000 ㎐ 또는 지역장 전위(local-field potential)을 측정하기 위하여 1.52 ~ 50 ㎐에서 여과되었다. 상기 결과로 나타나는 파형 구분(spike sorting)은 SpikeSort3D(Neuralynx)로 수행되었고, 단위는 파장형태(waveform) 분석으로 흥분 또는 억제 신경으로 분류되었다.Specifically, a probe test was carried out, and mice were fixed by urethane anesthesia (1.5 g / kg) in a stereotaxic apparatus from day 5 to day 10, (Homothermic blanket system, Harvard Apparatus). Quartz-coated tetrodes (0.5 to 2 MΩ, THOMAS Recording) coated with quartz were placed on the left and right medial prefrontal lobe (distance from the braggam (mm), +1.7, ± 0.3, 1.3 to 2.5: Anterior-posterior (AP), medio-lateral (ML), and dorsal-ventral (DV) axes (aexs). To determine the recording position, the tip of the quadrupolar tube was slightly immersed in a fluorescence dye solution (Dil, 50 ㎎ / ㎖, Sigma) before passage through the tissue, and electrode tracing was performed in the brain slice And visualized with a confocal microscope using a rhodamine filter. The signal was amplified using an AC amplifier (PGMA, THOMAS Recording) and sampled at 30 kHz (DT3010, Neuralynx). To measure the multi-unit activity, 300 to 6000 And filtered at 1.52 to 50 Hz to measure the localization potential (㎐) or local-field potential. The resulting spike sorting was performed with SpikeSort3D (Neuralynx) and the units were classified as excitatory or inhibitory by waveform analysis.

그 결과, 도 2A 및 2B에 나타난 바와 같이 예민한 마우스, 회복력이 있는 마우스 및 음성대조군을 비교하였을 때, 예민한 마우스의 좌뇌 반구에서 흥분뉴론(excitatory neuron)의 발화율(firing rate)이 유의적으로 감소함을 확인하였다. 반면에, 스트레스를 받은 마우스(예민하거나 회복력 있는 마우스 모두)의 우뇌 내측 전전두엽 활성은 음성대조군에 비해서 높았으나, 예민한 마우스 및 회복력 있는 마우스 사이에서 차이를 보이지 않았다(도 1A 및 1B). 또한, 좌뇌 내측 전전두엽 뉴런의 발화율은 각각의 마우스에서 그들의 사회성과 비례하나, 우뇌 내측 전전두엽 뉴런의 발화율은 사회성과 관련이 없었다(도 2C). 상기 결과는 스트레스 경험이 우뇌 내측 전전두엽 매개의 습득에 있어서 예민하거나 회복력 있는 마우스에서 비슷하였으나, 상기 두 마우스 군의 행동적 차이점은 설명하지 못함을 나타낸다.
As a result, as shown in Figs. 2A and 2B, the firing rate of the excitatory neurons in the left hemisphere of the sensitive mouse was significantly decreased when a sensitive mouse, a restorative mouse, and a negative control group were compared Respectively. On the other hand, the right hypothalamic prefrontal activity of stressed mice (both sensitive and resilient mice) was higher than negative control, but no difference between sensitive and resilient mice (FIGS. 1A and 1B). In addition, the firing rate of the left intraventricular neurons in the left brain was proportional to their sociability in each mouse, but the firing rate of the right inner brain prefrontal neurons was not related to sociability (FIG. 2C). These results indicate that the stress experience was similar in the sensitive or resilient mice in the acquisition of the right ventral medial prefrontal mediator, but not in the behavioral differences of the two mouse groups.

<< 실시예Example 4> 좌뇌 내측 전두엽에의  4> Left anterior medial frontal 광자극(optic stimulation)을Optic stimulation 통한 사회적 상호작용의 조절효과 확인 Confirming the moderating effect of social interaction through

<4-1> <4-1> 광자극을Optical stimulus 통한 좌뇌 내측 전전두엽의  Medial prefrontal cortex through the left 침체된Stagnant 신경활성 증가 Increased neuronal activity

좌뇌 내측 전전두엽의 관찰된 활성 침체가 예민한 마우스에서 기능적으로 관련되었는지 확인하기 위하여, 광유전적 방법(optogenetic method)을 통하여 좌뇌 내측 전전두엽에 침체된 신경활성을 증가시킨 후, 사회적 행동을 관찰하였다.To observe whether the observed activity stagnation of the left intraventricular prefrontal cortex was functionally related to the sensitive mouse, we observed the social behavior after increasing the stunted neuronal activity in the left frontal lobe of the brain through the optogenetic method.

구체적으로, 4.09 × 1013 입자/㎖의 역가로 CaMKIIa.hChR2(H134R)-mCherry 벡터(Penn vector core, 미국)를 갖는 AAV2/9 바이러스 및 4 × 1012 입자/㎖의 역가로 rAAV2/5/CaMKIIa-eNpHR3.0-eYFP 벡터(Penn vector core, 미국)를 갖는 AAV2/9 및 할로로돕신(halorhodopsin) 바이러스에 약간의 조작을 가하여 사용하였다. 실험에 사용될 사회적 패배 마우스는 사교대상이 존재할 때 상호작용 지역에 머무르는 시간으로 선택되었고, 이때 40초 미만으로 머무를 경우에는 예민한 군 및 90초 이상으로 머무를 경우에는 회복력이 있는 군으로 분류되었다. 상기 AAV2/9-CaMKIIa.hChR2(H134R) 또는 rAAV2/5-CaMKIIa-eNpHR 둘 중 하나를 각각의 내측 전전두엽 지역[외(lateral) ±0.03 ㎝, 브레그마 0.23 ㎝, 배(ventral) 0.15 ㎝]에 투여되었다. 광섬유(optic fiber)(200 ㎛ 중심, 0.2 mm 길이)가 페룰(ferrule)(D280-2350, Doric, 캐나다)의 형태로 투여부위에 삽입되었고, 3 군데 두개골 표면에 나사 및 치과용 시멘트로 고정되었다. 상기 과정은 만성 패배 스트레스의 마지막 시간(end time) 후, 48 시간 내로 수행되었고, 수술 10일 후 사회적 상호작용 검사가 수행되었다. 다음날, 상기 실험 마우스는 우리 안에서 FC/PC 연결 장치(connector)를 연결한 광섬유에 익숙해지도록 10분 동안 두었다. 그리고나서, ChR2 탐지를 위해서는 473 nm 청색 레이져(blue laser)(DSSPL, Shanghai laser)로 광자극(optic stimulation)(10 ㎐, 5 ms) 및 자극성 절연체(S48, Grass)가 사용되었고, NpHR 탐지를 위해서는 532 nm 녹색 레이저(green laser)(DSSPL, Shanghai laser) 자극에 사용되었다. 빛의 강도는 ChR2 실험을 위해서는 최대 1 ㎽, 및 NpHR(3.0) 실험을 위해서는 최대 1.3 ㎽가 사용되었다. 모든 광자극 행동기능검사 전에, 빛의 강도는 광파워메터(optic power meter)(Thorlabs, 독일)로 측정되었다. 또한, 바이러스 투여 및 광자극 위치는 사후 부검을 통해서 확인되었고, 실험에 사용된 마우스가 발작 또는 비정상적인 운동행동(abnormal motor behaviors)[예를 들어, 근육전환(muscle switch), 고개 끄덕임(head nodding) 또는 점프(jumping)]을 나타내는 경우에는 광섬유가 잘못된 위치에 삽입되었기 때문일 것으로 생각되며, 실험 데이터 분석에 있어서, 상기 마우스의 결과는 제외하였다. 대조군으로는 레이저 자극을 제외하고 같은 수술을 받은 마우스를 사용하였다.More specifically, 4.09 × 10 13 particles / ㎖ of AAV2 station having a horizontal CaMKIIa.hChR2 (H134R) -mCherry vector (vector core Penn, USA) / 9 virus and 4 × 10 12 particles / ㎖ the inverse horizontal rAAV2 / 5 / AAV2 / 9 and halorhodopsin virus with the CaMKIIa-eNpHR3.0-eYFP vector (Penn vector core, USA) were used with slight manipulation. Socially defeated mice to be used in the experiment were selected as the time to stay in the interaction area when social objects were present, and were classified into the sensitive group when staying less than 40 seconds and the resilient group when staying more than 90 seconds. One of the AAV2 / 9-CaMKIIa.hChR2 (H134R) or rAAV2 / 5-CaMKIIa-eNpHR was injected into each of the medial prefrontal regions [lateral ± 0.03 cm, braguma 0.23 cm, ventral 0.15 cm] . Optic fiber (200 μm center, 0.2 mm length) was inserted at the site of administration in the form of a ferrule (D280-2350, Doric, Canada) and fixed to the surface of the skull with screws and dental cement . The procedure was performed within 48 hours after the end of chronic defeat stress, and social interaction tests were performed 10 days after surgery. The next day, the experimental mouse was placed in a 10 minute orientation to familiarize with the fiber optics to which the FC / PC connector was connected. Optic stimulation (10 ㎐, 5 ms) and stimulating insulator (S48, Grass) were then used with a 473 nm blue laser (DSSPL, Shanghai laser) for ChR2 detection and NpHR detection It was used to stimulate a 532 nm green laser (DSSPL, Shanghai laser). The intensity of the light was used up to 1 ㎽ for the ChR2 experiment and 1.3 ㎽ for the NpHR (3.0) experiment. Prior to all light stimulus behavior test, light intensity was measured with an optical power meter (Thorlabs, Germany). In addition, the virus administration and light stimulation positions were confirmed by post-mortem examination, and the mice used in the experiment had seizures or abnormal motor behaviors (e.g., muscle switch, head nodding, Or jumping], it is considered that the optical fiber is inserted at the wrong position. In the analysis of the experimental data, the result of the mouse was excluded. As a control group, mice that underwent the same surgery except laser stimulation were used.

그 결과, 파형 적응(spike adaptation)이 없이 좌뇌 내측 전전두엽에 높은 빈도의 자극(10 ㎐)(도 3B)을 받은 예민한 쥐는 상호작용 구역에서 소비하는 시간이 늘었고, 일반적인 사회성 수준(또는 상호작용 비율)을 나타내었다. 반면에, 우뇌 내측 전전두엽에 광유전적 자극을 받은 예민한 쥐는 회복되는 경향을 보이지 않았다(도 3C 및 3D). 상기 결과는 좌뇌 내측 전전두엽 뉴론이 사회성에 있어서 스트레스-매개의 변화에 중요함을 확인하였다.
As a result, a sensitive mouse that received a high frequency stimulus (10 ㎐) (Fig. 3B) on the left frontal lobe without spike adaptation increased the time consumed in the interaction zone and the general social level (or interaction rate) Respectively. On the other hand, the sensitized mice that received the light-mediated stimulation on the medial prefrontal cortex did not show a tendency to recover (Figs. 3C and 3D). These results confirmed that the left frontotemporal neurons are important for stress - mediated changes in sociability.

<4-2> <4-2> 광자극을Optical stimulus 좌뇌 내측 전전두엽의 흥분성 뉴런의 발화율 증가확인 Confirming the increase in the firing rate of excitatory neurons in the medial prefrontal lobe of the left brain

극히 낮은 사회적 상호작용율(0.15 미만)을 나타내는 예민한 마우스의 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽에 흥분성 뉴런의 발화점이 증가하는가 여부를 확인하기 위한 양성 대조군으로 면역조직화학염색법을 사용하였다.Immunohistochemical staining was used as a positive control to determine whether the ignition points of excitatory neurons increase in the left and right frontal lobes of sensitive mice with extremely low social interaction rates (less than 0.15).

구체적으로, 뇌는 차가운 헤파린(ice cold heparin)이 뿌려지고, 4% 포름알데히드(formaldehyde)에 고정되어 12 내지 16 시간 후, 바이브라톰(vibratome)(Leica, VT1000S)으로 50 ㎛ 두께로 잘렸다. 면역조직화학적 염색은 항-cfos 항체(Santa cruz, 미국) 및 cy5 또는 cy3가 표지된 항-토끼 2차 항체(Jackson Immunoresearch, 미국)를 사용하여 수행되었고, 뇌 절편의 신호는 공초점 현미경(Zeiss LSM 710)을 사용하여 시각화되었다.Specifically, the brain was cut into 50 쨉 m thickness with a vibratome (Leica, VT1000S) after 12 to 16 hours with ice cold heparin sprinkled and fixed in 4% formaldehyde. Immunohistochemical staining was performed using an anti-cfos antibody (Santa Cruz, USA) and a cy5 or cy3 labeled anti-rabbit secondary antibody (Jackson Immunoresearch, USA), and the signal of the brain slice was analyzed using a confocal microscope LSM 710).

그 결과, 도 3A에 나타난 바와 같이 위쪽에는 벡터의 구조를 나타내었고, 아랫부분에 면역조직화학염색 결과를 나타내었는데 0.15 미만의 극히 낮은 사회적 상호작용 비율(social interaction ratio)을 갖는 예민한 마우스의 좌뇌 또는 우뇌 내측 전전두엽에 있어서, 흥분성 뉴런의 발화율을 증가하기 위한 CaMKII 프로모터-주도의 채널 로돕신(CaMKII promoter-driven channel rhodopsin)이 과발현된 것을 확인하였다(도 3A).
As a result, as shown in Fig. 3A, the structure of the vector was shown on the upper side, and immunohistochemical staining was performed on the lower part. In the left brain of a sensitive mouse having an extremely low social interaction ratio of less than 0.15 It was confirmed that CaMKII promoter-driven channel rhodopsin (CaMKII promoter-driven channel rhodopsin) was overexpressed to increase the firing rate of excitatory neurons in the right frontal lobe of the prefrontal cortex (FIG. 3A).

<4-3> <4-3> 광자극을Optical stimulus 통한 좌뇌 내측 전전두엽의 신경활성 억제 Suppression of neuronal activity of the medial prefrontal cortex through left ventricle

상기 <실시예 3> 및 <실시예 4>의 방법을 이용하여 회복력 있는 마우스에서 빛-의존적(light dependent) 클로라이드 채널(chloride channel)인 CaMKII 프로모터-주도의 할로로돕신(CaMKII promoter-driven halorhodopsin, NpHR3.0)에 의한 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽의 뉴런 활성을 억제한 후, 사회적 행동을 관찰하였다.The light-dependent chloride channel CaMKII promoter-driven halorhodopsin (CaMKII promoter-driven halorhodopsin, NpHR3 (SEQ ID NO: 2)) in resilience mice was prepared using the methods of Examples 3 and 4 above. .0) suppressed neuronal activity in the left and right brains, and then social behavior was observed.

그 결과, 도 4A에 나타난 바와 같이 위쪽에는 벡터의 구조를 나타내었고, 아랫부분에 면역조직화학염색 결과를 나타내었다(도 4A). 또한, 회복력 있는 마우스에서 좌뇌 내측 전전두엽 뉴런의 활성이 억제되어 심각한 사회적 회피를 유도하였으나(도 4B), 우뇌 내측 전전두엽 뉴런 억제는 유의적인 사회적 행동의 변화를 가져오지 않았다(도 4C 및 4D). 상기 결과는 회복력 있는 마우스에 있어서, 만성 사회적 패배의 결과와 같은 사회적 회피가 좌뇌 내측 전전두엽의 증가한 뉴런 활성에 의해서 억제될 수 있음을 나타낸다.As a result, as shown in FIG. 4A, the structure of the vector was shown on the upper side, and immunohistochemical staining results were shown on the lower side (FIG. 4A). In addition, the restorative mouse inhibited the activity of the left frontal nerve prefrontal neurons, leading to severe social avoidance (Fig. 4B), whereas inhibition of the right inner nerve prefrontal neurons did not result in significant social behavior changes (Figs. 4C and 4D). These results indicate that, in resilient mice, social avoidance, such as a consequence of chronic social defeat, can be suppressed by increased neuronal activity of the left prefrontal cortex.

따라서, 도 4E에 본 발명의 발명자들이 확인한 스트레스 반응의 작용에 있어서 좌뇌 및 우뇌 내측 전전두엽 사이에서 기능적 차이 및 스트레스 적응 및 스트레스에 대한 민감성에 있어서 내측 전전두엽의 역할모델을 나타내었다(도 4E).
Thus, FIG. 4E shows the role of the medial prefrontal cortex in functional responses, stress adaptation, and stress sensitivity in the action of the stress response confirmed by the inventors of the present invention (FIG. 4E).

<110> Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Method for treatment of depressive disorder with optogenetic stimulation at left medial prefrontal cortex <130> 13P-03-03 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 684 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> channelrhodopsin-2(H134R) <400> 1 tcgttgctca ggccggtgag gttgctcagg cggataagga tgacaggaca agtgagcagc 60 cactctgcat agcgcagcca ctgcacccgg tgtcctgtgg caaggtagag catagaggga 120 ttcttaaact caaaaaagaa ctcgagaatc accttaacca tttcaatggc gcacacatag 180 atctcctccc agccgcatgt agatttccag gtttggtagg catagaacat cagcagcaaa 240 atgctgaatc ctgctgcaag ccactgcagg acatttgacg cggtctgagc gccgttcgtg 300 ccgcgagatt caatccatcc ggcacagtaa cattgatcct cagggaccag gacggacccg 360 ttcaccacca caggattagt aacgaacaaa agttcgcgtc cgacggcaga caaagcgccg 420 ccatagtcca tggtggccta ccggtacccg gggatccggt accgctctag agctgccccc 480 agaactaggg gccactcgcc tgcccgtgct cctgagtgca aacggagaac cggcttgact 540 gacgagcttg gggcttctga gcagggcact gtggctgctc acagcctcgc gagccttcgt 600 cagcatccag gtccccatgg caaccacctc cgaaacgccc tgttcccgtt gccccggtaa 660 ctgcctcccc aacacctgcc tgcc 684 <210> 2 <211> 725 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Halorhodopsin <400> 2 gcacaaggat ggttgacaca tcgggtcata aaaacgaaca gcagtatact cagtcctgca 60 agtgcgatgt tgatatagag actgcttgca agcaaagggt cgttcagcac gaactcgaac 120 aactcccttt gggtaacctc ggcttgaagg gccacggcac tctcggtcac gggaggcagg 180 gtctctgtca tggtggccta ccggtacccg gggatccggt accgctctag agctgccccc 240 agaactaggg gccactcgcc tgcccgtgct cctgagtgca aacggagaac cggcttgact 300 gacgagcttg gggcttctga gcagggcact gtggctgctc acagcctcgc gagccttcgt 360 cagcatccag gtccccatgg caaccacctc cgaaacgccc tgttcccgtt gccccggtaa 420 ctgcctcccc aacacctgcc tgcctttcac tttaaaacct gctcctcttt gccctggcct 480 tatatacaca atactgcagg actgtgtggg cccaggagca agtggaccct gttcccccag 540 ggtgatgtac tgagggggtt ggagaagggg atgcgaacaa acttagtcca caagtgatca 600 tcgctcttcc tacctccccc acctccaact atagggccct tttaacagac gggatgggat 660 taagtggggc aaagaggcag ttgctatggt aacggctagt gggtgccaca ttctgggatg 720 gtcct 725 <110> Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Method for treatment of depressive disorder with optogenetic          stimulation at left medial prefrontal cortex <130> 13P-03-03 <160> 2 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 684 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> &Lt; 223 > channelrhodopsin-2 (H134R) <400> 1 tcgttgctca ggccggtgag gttgctcagg cggataagga tgacaggaca agtgagcagc 60 cactctgcat agcgcagcca ctgcacccgg tgtcctgtgg caaggtagag catagaggga 120 ttcttaaact caaaaaagaa ctcgagaatc accttaacca tttcaatggc gcacacatag 180 atctcctccc agccgcatgt agatttccag gtttggtagg catagaacat cagcagcaaa 240 atgctgaatc ctgctgcaag ccactgcagg acatttgacg cggtctgagc gccgttcgtg 300 ccgcgagatt caatccatcc ggcacagtaa cattgatcct cagggaccag gacggacccg 360 ttcaccacca caggattagt aacgaacaaa agttcgcgtc cgacggcaga caaagcgccg 420 ccatagtcca tggtggccta ccggtacccg gggatccggt accgctctag agctgccccc 480 agaactaggg gccactcgcc tgcccgtgct cctgagtgca aacggagaac cggcttgact 540 gacgagcttg gggcttctga gcagggcact gtggctgctc acagcctcgc gagccttcgt 600 cagcatccag gtccccatgg caaccacctc cgaaacgccc tgttcccgtt gccccggtaa 660 ctgcctcccc aacacctgcc tgcc 684 <210> 2 <211> 725 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Halorhodopsin <400> 2 gcacaaggat ggttgacaca tcgggtcata aaaacgaaca gcagtatact cagtcctgca 60 agtgcgatgt tgatatagag actgcttgca agcaaagggt cgttcagcac gaactcgaac 120 aactcccttt gggtaacctc ggcttgaagg gccacggcac tctcggtcac gggaggcagg 180 gtctctgtca tggtggccta ccggtacccg gggatccggt accgctctag agctgccccc 240 agaactaggg gccactcgcc tgcccgtgct cctgagtgca aacggagaac cggcttgact 300 gacgagcttg gggcttctga gcagggcact gtggctgctc acagcctcgc gagccttcgt 360 cagcatccag gtccccatgg caaccacctc cgaaacgccc tgttcccgtt gccccggtaa 420 ctgcctcccc aacacctgcc tgcctttcac tttaaaacct gctcctcttt gccctggcct 480 tatatacaca atactgcagg actgtgtggg cccaggagca agtggaccct gttcccccag 540 ggtgatgtac tgagggggtt ggagaagggg atgcgaacaa acttagtcca caagtgatca 600 tcgctcttcc tacctccccc acctccaact atagggccct tttaacagac gggatgggat 660 taagtggggc aaagaggcag ttgctatggt aacggctagt gggtgccaca ttctgggatg 720 gtcct 725

Claims (14)

채널로돕신(channel rhodopsin) 유전자를 포함하는 벡터 및 레이저 장치를 포함하는 우울증 치료 키트(kit).
A depression treatment kit comprising a vector comprising a channel rhodopsin gene and a laser device.
제 1항에 있어서, 상기 채널로돕신은 서열번호 1로 기재되는 채널로돕신-2인 것을 특징으로 하는 우울증 치료 키트.
The therapeutic kit for depression according to claim 1, wherein the channelrodoxine is channelrodoxine-2 described in SEQ ID NO: 1.
제 1항에 있어서, 상기 벡터는 선형 DNA 벡터, 플라스미드 DNA 벡터 및 재조합 바이러스 벡터로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 우울증 치료 키트.
2. The kit for depression according to claim 1, wherein the vector is selected from the group consisting of a linear DNA vector, a plasmid DNA vector and a recombinant viral vector.
제 3항에 있어서, 상기 재조합 바이러스 벡터는 레트로 바이러스, 아데노 바이러스 및 아데노 부속 바이러스로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 우울증 치료 키트.
4. The kit of claim 3, wherein the recombinant viral vector is selected from the group consisting of retrovirus, adenovirus, and adeno-associated virus.
제 1항에 있어서, 상기 우울증 치료 키트는 광섬유(optic fiber)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 우울증 치료 키트.
2. The depression treatment kit of claim 1, wherein the depression treatment kit further comprises an optical fiber.
제 1항에 있어서, 상기 우울증 치료 키트는 사용설명서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 우울증 치료 키트.
3. The depression treatment kit of claim 1, wherein the depression treatment kit further comprises instructions for use.
1) 좌뇌 내측 전전두엽(left medial prefrontal cortex) 유래 신경세포에 채널로돕신 단백질이 발현되도록 형질전환하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 형질전환된 신경세포에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 좌뇌 특이적 사회적 상호작용(social interaction)의 조절 정보를 제공하기 위한 신경세포 처리방법.
1) transforming a channeled rhodopsin protein to a neural cell derived from the left medial prefrontal cortex; And
2) irradiating the transformed neuron of step 1) with a laser beam to provide information on control of the left-brain specific social interaction.
제 7항에 있어서, 상기 단계 1)의 채널로돕신은 서열번호 1로 기재되는 채널로돕신-2인 것을 특징으로 하는 신경세포 처리방법.
The method according to claim 7, wherein the channel rhodopsin of step 1) is channel rhodopsin-2 described in SEQ ID NO: 1.
제 7항에 있어서, 상기 단계 2)의 형질전환은 형질전환(transformation), 형질주입(transfection), 전기천공(electrophoresis), 형질도입(transduction), 미세주입(microinjection) 및 총알식 도입(balliatic introduction)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용한 것을 특징으로 하는 신경세포 처리 방법.
8. The method according to claim 7, wherein the transformation of step 2) is performed by transformation, transfection, electrophoresis, transduction, microinjection, and balliatic introduction ). &Lt; / RTI &gt;
제 7항에 있어서, 상기 단계 2)의 레이저 조사는 최대 1 내지 2 ㎽인 것을 특징으로 하는 신경세포 처리방법.
8. The method of claim 7, wherein the laser irradiation in step 2) is at most 1 to 2 mW.
1) 인간을 제외한 포유동물의 좌뇌 내측 전전두엽에 채널로돕신 또는 할로로돕신(halorhodopsin)을 포함하는 벡터를 형질전환하여, 상기 채널로돕신 또는 할로로돕신을 발현시키는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 채널로돕신 또는 할로로돕신이 발현된 좌뇌 내측 전전두엽에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 우울증의 정도가 조절된 마우스 모델의 제조방법.
1) transforming a vector containing channelrodoxine or halorhodopsin into the left frontal lobe of the left ventricle of a mammal other than a human, and expressing said channelrodoxine or halorodoxine; And
2) irradiating the left prefrontal cortex of the left frontal lobe with rhodopsin or halodipodin expressed in step 1) to a laser with a controlled degree of depression.
제 11항에 있어서, 상기 단계 2)의 레이저 조사는 좌뇌 내측 전전두엽에 광섬유의 삽입을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 우울증의 정도가 조절된 마우스 모델의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein the laser irradiation in step 2) is performed by inserting an optical fiber into the left frontal lobe of the brain.
제 11항에 있어서, 상기 단계 1)에서 채널로돕신을 포함하는 경우, 단계 2)에서 473 nm의 청색 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 우울증의 정도가 조절된 마우스 모델의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein when the step includes the channel rhodopsin in step 1), a blue laser beam of 473 nm is irradiated in step 2).
제 11항에 있어서, 상기 단계 1)에서 할로로돕신을 포함하는 경우, 단계 2)에서 532 nm의 녹색 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 우울증의 정도가 조절된 마우스 모델의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein when step (1) comprises haloaldoxine, a green laser of 532 nm is irradiated in step (2).
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KR20210083145A (en) 2019-12-26 2021-07-06 고려대학교 산학협력단 Method for restoring brainwave impairments in alzheimer's brain using optogenetical activation

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