(19) 한민 특허청(KR)

(12) 등 특허공보(B1)

(45) 공고 2018 08월10

(11) 등 10-1887051

(24) 등 2018 08월03

(51) 특허 (Int. Cl.)

A01K 67/027 (2006.01) C12N 15/85 (2006.01)

G08B 25/00 (2006.01)

(52) CPC특허

A01K 67/0275 (2013.01)

C12N 15/8509 (2013.01)(21) 원 10-2016-0016473

(22) 원 2016 02월12

심사청 2016 02월12

(65) 공개 10-2017-0095456

(43) 공개 2017 08월23

(56) 행 술 사 헌

US08906360 B2*

(뒷 에 계 )

(73) 특허

한 과학 술원

역시 학 291( 동)

(72)

수

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

근

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

(뒷 에 계 )

(74) 리

한

체 청 항 수 : 17 항 심사 :

(54) 브 트 탐닉행동 한 동 행동

(57) 약

본 빛에 해 그 행동 가 한 동 그 도에 한 것 , 보다 체 내 시삭

야(medial preoptic area, MPA) 특 채 돕신 가 질도 어, 상 내 시삭 야 또 복

뇌수도주변 질(ventral periaqueductal gray, vPAG)에 사시 상 내 시삭 야 또 상 복 뇌

수도주변 질 내 신경 시킬 수 , 질 비 간 포 동 그 포함하 행동 가

한 비 간 포 동 에 한 것 다.

도 - 도1

등록특허 10-1887051

- 1 -

(52) CPC특허

G08B 25/00 (2013.01)

A01K 2227/10 (2013.01)(72)

철

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

필승

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

건재

역시 학 291 ( 동,한 과학술원)

(56) 행 술 사 헌

US20030199944 A1

US20150047061 A1

KR101446388 B1

KR1020150125659 A

JP2012061198 A

* 심사 에 하여 헌

등록특허 10-1887051

- 2 -

청

청 항 1

내 시삭 야(medial preoptic area, MPA)에 채 돕신 가 도 질도 어, 상 내 시삭

야 또 복 뇌수도주변 질(ventral periaqueductal gray, vPAG)에 사시 상 내 시삭 야 또

상 복 뇌수도주변 질 내 신경 시킬 수 , 질 비 간 포 동 ;

상 포 동 내 시삭 야(MPA) 또 복 뇌수도주변 질(vPAG)에 사 가 하게 하 해 삽

(optic fiber cannula);

상 에 빛 사하 한 원;

상 포 동 에 착 고, 상 포 동 향 한 각도 우 가 한

보 ;

상 보 에 연결 어 상 포 동 수 도사 (inducing object)

포함하 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 2

1항에 어 ,

비 간 포 동 간 한 , , , 식 , 식 , 또 우 에 한 포 동

, 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 3

1항에 어 ,

상 채 돕신 클 미도 스 채 돕신 1(Chlamydomonas channel rhodopsin 1, ChR1), 클 미도 스

채 돕신 2(Chlamydomonas channel rhodopsin 2, ChR2), ChR2/H134R, ChR2/E123T(ChETA),

ChR2/C128X/D156A, ChD, ChEF, ChIEF, 볼복스 채 돕신 1(Volvox channel rhodopsin, VChR1), 볼복스 채

돕신 2(VChR2), 상 ChR1 VChR1 키 C1V1, SSFO(stabilized step function opsin), 또 ArchT3.0

, 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 4

1항에 어 ,

상 채 돕신 러스 또 비 러스 에 해 운 , 행동 가 한 비

간 포 동 .

청 항 5

4항에 어 ,

상 러스 트 러스 , 티 러스 , 아 러스 , 시니아 러스

, 폭스 러스 , 알 러스 , 단순포진 러스 또 아 수 러스 , 행동

가 한 비 간 포 동 .

청 항 6

4항에 어 ,

상 비 러스 플 스미드 , 또 리포 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 7

등록특허 10-1887051

- 3 -

삭

청 항 8

1항에 어 ,

상 포 동 할 수 가 포함하 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 9

8항에 어 ,

상 상 보 또 도사 에 착 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 10

8항에 어 ,

상 상 동 행동 에 한 보 신 수신할 수 통신 듈

가 포함하 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 11

10항에 어 ,

상 통신 듈 듈 또 듈 , 행동 가 한 비 간 포 동 .

청 항 12

10항에 어 ,

상 통신 듈 상 보 또 도사 에 착 거 상 포 동 몸체에 착 , 행동 가

한 비 간 포 동 .

청 항 13

1항에 어 ,

상 포 동 에 할 수 등 가 비하 , 행동 가 한 비 간

포 동 .

청 항 14

1항 내지 6항 8항 내지 13항 어 한 항 행동 가 한 비 간 포 동 상 비 간

포 동 에 착 보 동 어할 수 리 트 트 러 포함하 동 행동 어 시스 .

청 항 15

1항 내지 6항 8항 내지 13항 어 한 항 행동 가 한 비 간 포 동 탐색 필

하 에 시키 동 단계;

상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후, 보 하여 상

동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 동경 하 .

청 항 16

1항 내지 6항 8항 내지 13항 어 한 항 행동 가 한 비 간 포 동 재 에

하 동 단계;

상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후, 보 하여 상

동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한 재 탐색 .

청 항 17

등록특허 10-1887051

- 4 -

1항 내지 6항 8항 내지 13항 어 한 항 행동 가 한 비 간 포 동 험 재

가 심 에 하 동 단계;

상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후, 보 하여 상

동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한 험 탐색 .

청 항 18

17항에 어 ,

상 험 폭탄 또 지뢰 , 탐색 .

술 야

본 동 그 도에 한 것 , 체 빛에 해 그 행동 가 한 동 상 동[0001]

브 트 탐닉행동 한 동 행동 에 한 것 다.

경 술

동 들 연 지 들 상 다양하게 단순한 에 운 , 탐닉, 들 공하[0002]

본 들 보 다(Dunbar, R. I., Behav. Process 8: 98-101, 1983; Wallace, R. J., Experientia

41: 1479-1482, 1985; Sanz et al., D. Biol. Lett. 5: 293-296, 2009). 탐닉본 동 강 하 뇌신경

질 랫동안 찾아 다. 1969 에 상 처 보고 었고, 시상하 가 지

극 마우스에 사 운 행 도하 다(Phillips, A. G. et al., Science 166: 903-905, 1969).

그러 , 시상하 핵 얽 복 에 극 크 한 고 한 뇌신경 질 하지 않

채 아 다(Luiten, P. G. et al., Prog. Neurobiol., 28: 1-54, 1987; Aravanis, A. M. et al., J.

Neural Eng. 4: S143-S156, 2007).

2002 다운스 트 Sanjiv Talwar John Chapin가 Roborat 개 하 , 상[0003]

Roborat 극 내 뇌다 (medial forebrain bundle, MFB) 감각운동피질(sensorimotor cortex)에 삽

어 랫트(rat) 보상 통한 학습 략 랫트 움직 어할 수 술 다

(US7970476).

내

해결하 과

그러 , 상 행 술 포함한 술 재 하고 행동지 어지 단 어 실[0004]

어 다 단 가지고 다.

본 상 포함한 다양한 해결하 하여, 동 본 애 극복 [0005]

과 움직 술 복합 사 동 공하 것 다.

또한 본 다 상 동 재 탐색 등 다양한 도 공하 것 다.[0006]

그러 , 본 리 가 상 에 해 한 것 아니다.[0007]

과 해결 수단

본 에 , 내 시삭 야(medial preoptic area, MPA) 특 채 돕신 가 질[0008]

도 어, 상 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질(ventral periaqueductal gray, vPAG)에 사시

상 내 시삭 야 또 상 복 뇌수도주변 질 내 신경 시킬 수 , 질 비 간 포

동 공 다.

본 다 에 , 상 질 비 간 포 동 ; 상 포 동 MPA 또 vPAG에 사[0009]

가 하게 하 해 삽 (fiber optic cannula); 상 에 빛 사하 한 원; 상

포 동 에 착 고, 상 포 동 향 한 각도 우 가 한

등록특허 10-1887051

- 5 -

보 ; 상 보 에 연결 어 상 포 동 수 도사 (inducing

object) 포함하 행동 가 한 비 간 포 동 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 상 비 간 포 동 에 착[0010]

보 동 어할 수 리 트 트 러 포함하 동 행동 어 시스 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 탐색 필 하 에 [0011]

시키 동 단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후,

보 하여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 동경

하 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 재 에 하 동 [0012]

단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후, 보 하

여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한 재 또

생 체 탐색 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 험 재가 심 [0013]

에 하 동 단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한

후, 보 하여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한

험 탐색 공 다.

과

본 실시 에 질 비 간 포 동 상 질 비 간 포 동 하여 [0014]

행동 가 한 비 간 포 동 게 그리고 재 게 행동 진 할 수 에, 사

근하 어 운 컨 , 지진 등 원 건 재 , 폭 등 험 재하

것 심 공공 , 지뢰가 매 것 상 사지역 등에 피해 없 안 하게

또 생 체 수색 험 탐색에 매우 하게 수 다.

도 간단한

도 1 본 행동 사 탐색 가 한 비 간 포 동 개략 도시한 개 도 다.[0015]

도 2 마우스 뇌 상 에 내 다본 평 도( ) 상 평 도에 각각 ① ②

마우스 뇌(1) 단한 단 도(우 ) 타낸다. 상 평 도에 쪽 앞쪽(anterior)에 해당

고, 아 쪽 쪽(posterior)에 해당 다. 색 (2) 러스 감염 내 시삭 야(MPA)

타내고, 청색 (3) 사 복 뇌수도주변 질(vPAG) 타낸다.

도 3 실험 마우스가 사가 없 상태에 도사 과 상 하 동안 MPA 런들

타내 것 , a 상 마우스 도사 극하지 않거 ( , ), 1시간 동안 극한 경

우, dlMPA MPN 포함하 뇌 편에 하여 cFos 양 포 염색한 역 직 학 결과 타내

미경 사진 고, b 도사 극한 마우스 MPA, 시삭 역(lateral preoptic area,

LPO) 등 다양한 시상하 역에 cFos 양 포 수 타내 그 프 , c 도사

극한 마우스 MPA 내에 하 핵(sub-nuclei) MPN dIMPA에 cFos 양 포 수 타내 그 프

, d 사 과 상 후 MPA 주변 시상하 하 핵(sub-nuclei)에 cFos 양 포 염색한

역 직 학 결과 타내 미경 사진 고, e 다 시상하 하 핵에 cFos 양 포 염색

한 역 직 학 결과 타내 미경 사진 다.

도 4 본 실시 에 마우스 또 식행 진 없 MPA 극 도

사 탐닉행 타낸 것 , a 마우스 MPA에 CaMKII 프 도 AAV2/9-ChR2-mCherry 러스

주 하고 MPA 등쪽 (dorsal part)에 하여 473 nm 빛 사하 습 개략 타낸

개 도( ) ChR2가 MPA에 었 할 수 사도(우 ) 고, b 상 473 nm

사에 해 극 MPA에 동 한 뇌 도 , c MPA에 ChR2 질도 한 마우스

(상단, ChR2MPA

마우스) eYFP 질도 한 마우스(하단, eYFPMPA

마우스)에 사 하 후 사

탐닉 여 보여주 사진 고, d 상 c에 에 사 후 사 변

타내 도 우상귀 색 사 동경 타내 , e 상 c 에 사 후 eYFPMPA

등록특허 10-1887051

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마우스 ChR2MPA

마우스에 사 당 동거리 한 결과 타내 그 프 고, f g 각각

사 후 eYFPMPA

마우스 ChR2MPA

마우스 암컷 탐닉 사료 취 량 한 결과 타내 그 프

들 , h ChR2MPA 마우스에 사후 시간 경과에 사 (탁 공) 하 행동 한

비 스틸 사진 색 살 사 탈 향 타내고, i ChR2MPA 마우스에 , 검 색 고

, 탁 공, BNC 커 큐브 같 다양한 사 탈 량 한 결과 타내 그 프 다.

도 5 본 실시 에 마우스에 MPA-vPAG 가 사 향한 강한 동 에 함

보여주 것 , a MPA에 ChR2 하 AAV2/9가 주 고, 473 nm 극 달하 해

vPAG에 (optic fiber cannula)가 삽 마우스 뇌 개략 타내내 개 도( ) 상

마우스 vPAG에 ChR2가 하게 고 보여주 신경 사도(우 ) 고, b 시험 내에

사시 vPAG 런 생리학 타내 그 프( ) 경우 생한 피크 진폭

포 -클 프 한 결과 타내 그 프(우 ) , c 수컷 ChR2MPA-vPAG

마우스 사 과 암컷

향한 동시 상 행 타내 스 플 (raster plot) 고, d 극에 해 하게

변 ChR2MPA-vPAG

마우스 검사 스 (n = 4, P < 0.01), e 움직 사 향한 MPA-vPAG 도 사

- 행동 타내 것 상단 실험 트 에 한 개 도 고, 단 10마리 마우스 동

첩시킨 것 고, 하단 10개 움직 사 첩한 것 다.

도 6 본 실시 에 ChR2MPA-vPAG

마우스에 MPA-vPAG 극에 해 사 탐닉 행

동 도 탐닉 행동 동 감 한 결과 타내 것 , a ChR2MPA-vPAG

마우스(상단)

eYFPMPA-vPAG

마우스(하단)에 사시 사 탈 경 타낸 도 고, b ChR2MPA-

vPAG 마우스에 사 후 사 탈 거리 변 한 그 프 고, c ChR2

MPA-vPAG 마우스(ChR2)

eYFPMPA-vPAG

마우스(eYFP) 사 탐닉 비 한 그 프 , d ChR2MPA 마우스 ChR2

MPA-vPAG 마

우스 사 탈 거리 한 결과 타내 그 프 고, e ChR2MPA-vPAG

마우스 eYFPMPA-

vPAG 마우스 암컷 탐닉 타낸 그 프 , f ChR2

MPA-vPAG 마우스 eYFP

MPA-vPAG 마우스 사

료 취량 타낸 그 프 다.

도 7 본 실시 에 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스에 MPA-vPAG 해에 해 사 탐

닉 행동 감 타내 것 , a 양쪽 MPA에 eYFP에 연결 eNpHR3.0 하도 AAV2/5

주 하고, vPAG에 사 거리가 0.7 mm (dual fiber optic cannula) 삽 하여

마우스(eNpHR3.0MPA-vPAG

) 사 개략 도시한 개 도( ) MPA vPAG에 eNpHR3.0

상 루어지고 보여주 사도( 앙 우 ) 고, b 상 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스

마우스(eYFPMPA-vPAG

)에 각각 암컷 찾 비한 시간 차 가 하지 않 보여주 그

프 , c 상 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 마우스(eYFPMPA-vPAG

)에 취한 사료 양 차 가 하지

않 보여주 그 프 고, d 상 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 마우스(eYFPMPA-vPAG

)에 사 탐닉하

비한 시간 보여주 그 프 , e 비 상 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 상 탈

감 타내 그 프 고, f 상 eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 에 체 사 탐닉 행동 타

낸 것 다( 근: P > 0.05, 찌 : P < 0.05, 동 : P < 0.05).

실시하 한 체 내

어 :[0016]

본 에 사 어 " 질 동 (transgenic animal)" 신 (systemically) 또 신체 [0017]

또 직에 (locally) 가 질도 거 특 내재 결핍

(genetically modified) 동 미한다. 질도 또 그 결핍 내재

해 항 (permanant) 수 고, 시 (temporal) 수도 다.

본 에 사 어 "채 돕신" -개폐 채 동하 티닐리 (retinylidene) 단 질([0018]

등록특허 10-1887051

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돕신) 계열 단 질 , 빛에 한 움직 주 (phototaxis) 하 단 포 에 감

각 수 체 한다. 채 돕신 다 생체에 경우 빛 하여

, 포내 산 도, 슘 수 다 포 하 것 가 하다.

본 에 사 어 "내 시삭 야(medial preoptic area, MPA)" 시상하 시삭 야(preoptic[0019]

area) 하 핵(subnuclei) 하 미하 , 행동 행동과 어 것 알

다.

본 에 사 어 "복 뇌수도주변 질(ventral periaqueductal gray, vPAG)" 뇌수도주변[0020]

질(periaqueductal gray) 쪽 미하 , 상 뇌수도주변 질 뇌피개(tegmentum

mesencephali) 내 뇌수도(cerebral aqueduct) 러싸고 색질 통 한 주 어

것 알 지고 다.

본 에 사 어 " 보 (servomotor)" 어 동보드 포함하 것 , 에 [0021]

한 도 맞 수 미한다.

상 한 :[0022]

하, 본 상 한다.[0023]

본 에 , 내 시삭 야(medial preoptic area, MPA) 특 채 돕신 가 질[0024]

도 어, 상 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질(ventral periaqueductal gray, vPAG)에 사시

상 내 시삭 야 또 상 복 뇌수도주변 질 내 신경 시킬 수 , 질 비 간 포

동 공 다.

상 질 비 간 포 동 간 한 , , , 식 , 식 , 또 우[0025]

에 할 수 다.

상 질 비 간 포 동 에 어 , 상 채 돕신 , 클 미도 스 채 돕신 1(Chlamydomonas[0026]

channel rhodopsin 1, ChR1), 클 미도 스 채 돕신 2(Chlamydomonas channel rhodopsin 2, ChR2),

ChR2/H134R, ChR2/E123T(ChETA), ChR2/C128X/D156A, ChD, ChEF, ChIEF, 볼복스 채 돕신 1(Volvox channel

rhodopsin, VChR1), VChR2, 상 ChR1 VChR1 키 C1V1, SSFO(stabilized step function opsin), 또

ArchT3.0 수 다.

상 질 비 간 포 동 에 어 , 상 채 돕신 러스 또 비 러스 [0027]

에 해 운 수 고, 상 러스 트 러스 , 티 러스 , 아 러스

, 시니아 러스 , 폭스 러스 , 알 러스 , 단순포진 러스 또 아 수

러스 수 , 상 비 러스 , 플 스미드 , 또 리포 수 다.

본 다 에 , 상 질 비 간 포 동 ; 상 포 동 MPA 또 vPAG에 사[0028]

가 하게 하 해 삽 (fiber optic cannula); 상 에 빛 사하 한 원; 상

포 동 에 착 고, 상 포 동 향 한 각도 우 가 한

보 ; 상 보 에 연결 어 상 포 동 수 도사 (inducing

object) 포함하 행동 가 한 비 간 포 동 공 다.

상 행동 가 한 비 간 포 동 에 어 , 상 보보 상 포 동 에 직 착 [0029]

수도 고, 에 고 에 체결 식 착 수 다.

아울러, 상 행동 가 한 비 간 포 동 상 보 /또 원에 공 할 수 원[0030]

가 착할 수 , 상 원 상 포 동 몸체에 착 거 상 포 동 몸체 에

비 어 상 포 동 과 연결 수도 다.

상 행동 가 한 비 간 포 동 동 할 수 가 착할 수 ,[0031]

상 상 , 보 또 도사 에 착 수 다.

상 행동 가 한 비 간 포 동 상 상 동 행동 에 한 보[0032]

신 수신할 수 통신 듈 가 착할 수 고, 상 통신 듈 또 듈

수 , 듈 것 직하 , 상 통신 듈 상 , 보 또 도사 에 착 거

동 몸체에 착 수 다.

등록특허 10-1887051

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아울러, 상 행동 가 한 비 간 포 동 에 할 수 등 가 비할 수[0033]

다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 상 비 간 포 동 에 착[0034]

보 동 어할 수 리 트 트 러 포함하 동 행동 어 시스 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 탐색 필 하 에 [0035]

시키 동 단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후,

보 하여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 동경

하 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 재 에 하 동 [0036]

단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한 후, 보 하

여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한 재 탐

색 공 다.

본 다 에 , 상 행동 가 한 비 간 포 동 험 재가 심 [0037]

에 하 동 단계; 상 동 뇌 내 시삭 야 또 복 뇌수도주변 질에 사 한

후, 보 하여 상 동 동경 하 동경 단계 포함하 상 동 한

험 탐색 공 다.

상 탐색 에 어 , 상 험 폭탄 또 지뢰 수 다.[0038]

하, 첨 도 참 하여 본 직한 여러 실시 들 상 하 한다.[0039]

본 실시 들 당해 술 야에 통상 지식 가진 에게 본 욱 하게 하 하[0040]

여 공 것 , 하 실시 여러 가지 다 태 변 수 , 본 가 하 실시 에

한 것 아니다. 들 실시 들 본 개시 욱 실하고 하게 하고, 당업 에게 본

사상 하게 달하 하여 공 것 다. 또한, 도 에 각 께 크 편

하여 과 것 다.

체에 걸쳐 , 막, 역 또 과 같 하 가 다 "상에", "연결 어", "[0041]

비 어", " 착 어" 또 "커플링 어" 한다고 언 할 , 상 하 가 직 다

"상에", "연결 어", "" 비 어", " 착 어" 또 "커플링 어" 하거 , 그 사 에 개재 또

다 들 재할 수 다고 해 수 다. 에, 하 가 다 "직

상에", "직 연결 어", 또 "직 커플링 어" 한다고 언 할 , 그 사 에 개재 다

들 재하지 않 다고 해 다. 균 한 균 한 지 한다. 본 에 사 같 ,

어 " /또 " 해당 열거 항 어 하 하 상 든 합 포함한다.

본 에 1, 2 등 어가 다양한 재, , 역, 들 /또 들 하 하여 사[0042]

지만, 들 재, , 역, 들 /또 들 들 어에 해 한 어 안 하다. 들

어 하 재, , 역, 또 다 역, 또 과 별하 하여만 사 다.

, 하 상술할 1 재, , 역, 또 본 가 어 지 않고 도 2

재, , 역, 또 지 할 수 다.

또한, "상 " 또 " " "하 " 또 "아 " 같 상 어들 도 들에 도해 것처럼 다[0043]

들에 한 어 들 계 술하 해 여 에 사 수 다. 상 어들 도 들에

사 향에 가하여 다 향들 포함하 것 도한다고 해 수 다. 들어, 도 들

에 가 집어 진다 (turned over), 다 들 상 상에 재하 것 사 들

상 다 들 하 상에 향 가지게 다. 그러므 , 든 "상 " 어 , 도 특

한 향에 하여 "하 " "상 " 향 포함할 수 다. 가 다 향 향한다 (다 향

에 하여 90도 ), 본 에 사 상 들 에 해 수 다.

본 에 사 어 특 실시 하 하여 사 , 본 한하 한 것 아니다.[0044]

본 에 사 같 , 단수 태 맥상 다 경우 지 하 것 아니 , 복수

태 포함할 수 다. 또한, 본 에 사 경우 "포함한다(comprise)" /또 "포함하

(comprising)" 언 한 상들, 숫 , 단계, 동 , 재, /또 들 그룹 재 특 하 것 ,

등록특허 10-1887051

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하 상 다 상, 숫 , 동 , 재, /또 그룹들 재 또 가 하 것 아니다.

하, 본 실시 들 본 상 실시 들 개략 도시하 도 들 참 하여 한다.[0045]

도 들에 어 , 들 , 술 /또 공차(tolerance)에 , 도시 상 변 들 상 수

다. , 본 사상 실시 본 에 도시 역 특 상에 한 것 해 어

아니 , 들 상 상 변 포함하여야 한다.

도 1 본 행동 사 탐닉 가 한 비 간 포 동 개략 도시한 개 도 다. 도 1에 도[0046]

시 같 , 본 행동 사 탐닉 가 한 비 간 포 동 (100) 뇌 내 시삭 야(medial

preoptic area, MPA, 도 2 우상귀 참 )에 채 돕신-2(ChR2) 암 하 가 포함 아

러스 주 하고, 상 MPA 런 연 하고 복 뇌수도주변 질(ventral periaqueductal

gray, vPAG, 도 2 우하귀 참 )에 상 채 돕신-2 시킬 수 (473 nm) 빛 공

할 수 (111) 삽 할 수 (110) 삽 어 고, 에 동 (100)

-90° ~ +90° 지 각도 가 한 보 (200)가 (120)에 해 고 어 , 보

(200) (미도시)에 말단 연결 고 타 말단에 동 (100) 도사 (211) 연결 링

커(210)가 연결 어 다. 보 (200) 리 트 트 러에 해 에 해 루어 질 수 다.

아울러, 상 동 (100) 할 수 에 상 리 트 트 러에 해

생 보 신 수신할 수 통신 듈 가 비할 수 고, 가 한 곳 탐닉하

해 에 할 수 등 가 비할 수 다(미도시).

본 실시 에 행동 가 한 비 간 포 동 에 연결 어 동 직[0047]

할 수 없 도사 달 고 보 통해 우 시킬 수 에, 해당 포 동

사 탐닉 상에 당해 동 진 재 변경할 수 다. 특 마우스 같 동 사

할 경우, 사 지 가 든 틈 재 통과할 수 에, 건 등에

생 체 탐색하 하게 사 수 고, 아가 게가 가벼워 지뢰 에 가도

지뢰가 폭 지 않 에 사지역에 실 지뢰 등 탐색하 하게 사 수 다.

도 2 마우스 뇌 상 에 내 다본 평 도( ) 상 평 도에 각각 ① ② [0048]

마우스 뇌(1) 단한 단 도(우 ) 타낸다. 색 (2) 러스 감염 내 시삭 야

(MPA) 타내고, 청색 (3) 사 복 뇌수도주변 질(vPAG) 타낸다.

본 들 동 사 탐닉 하 시상하 결 핵 하 해, 사 탐닉과 에 [0049]

런 cFos 단 질 지 수 도 실험 차 고안하 다(도 3a 참 ). 사 피 감 시키

하여 든 마우스들 사 ( 여진 스티 폼 큐브)에 하여 하루에 한 씩 3 간 사 에 시 다

(Kim, D. et al., Genes Brain Behav. 4: 302-306, 2005). 4 째에 사 없 1시간 하게 한

, 시험 1시간 동안 사 탐닉하도 허 하 다(도 3a 참 ). 역 직 학 수행한 결과, 내

시삭 야(MPA)에 사 에 마우스에 cFos-양 런들 수가 과 비 하여 하게 가

었다(P<0.01; 도 3b 참 ). cFos-양 런들 MPA 내에 MPA 핵심 지역 내 시상 야핵(medial

preoptic nuclei, MPN) 주변에 집 하고 었다. 상 특별한 없 에 본

들 (背側面) MPA(dorsolateral MPA, dlMPA, P<0.01; 도 3c 참 ) 고 하 다. ,

시삭 역(lateral preoptic area, LPO), 복 핵 말단(ventral bed nucleus of stria terminalis,

vBNST), 격시상하 핵(septohypothalamic nucleus, SHy), 복내 시상하 (ventromedial hypothalamus,

VMH), 실 핵(paraventricular nucleus, PVN) 상핵(arcuate nucleus, Arc) 포함하 다 시상하

역들 과 비슷한 cFos 타냈다(도 3b, 3d 3e 참 ).

본 들 상 결과 탕 MPA 런들 역할 고찰하 해, CamKII 프 에 해 [0050]

도 채 돕신-2(ChR2, Zhang, F. et al., Nat. Methods 3: 785-792, 2006) 포함하 아

러스 2/9(AAV2/9) 다 마우스 계통에 비해 사 에 한 집착 것 알 진 C57BL 마

우스(Kim, D. et al., Genes Brain Behav. 4: 302-306, 2005) MPA에 주 하여 감염시 다. 그런 다 , 본

들 상 마우스(ChR2MPA) 등쪽 MPA(dorsal MPA)에 473 nm 빛 사하 다(도 4a 4b 참 ).

그러 상 마우스 극 사 한 탈 야 하 , 지하 같 가 에

해 사 에 한 동 집착 보 다(도 4c 4d 참 ). , MPA에 러스 감염시킨

마우스(eYFPMPA) 사 에 한 동 보 지 않았다(P < 0.01, 도 4e). 상 결과들 MPA에

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한 런들 사 탐닉 행동 매개한다 것 시사하 것 다.

행 연 들에 MPA 수컷 행동(Malsbury, Physiol. Behav., 7: 797-805, 1971), 동 [0051]

(Vaccarino et al., Regul. Peptides, 21: 21-28, 1988), 향(Numan et al., Brain Res., 792: 348-

352, 1998; Kirkapatrick et al., Brain Res., 658: 112-118, 1994)과 것 보고한 다.

향 억 MPA 런들에 에 본 들 가지 행 하 다. 사 한 건

하에 MPA 극들 수컷 마우스가 암컷 (P>0.05; 도 4f 참 ) 고픈 상태(P>0,05; 도 4g

참 )에 사료에 한 진하지 않았다. , 극 MPA 런 사 탐닉 특 함 시

사하 것 다. 뿐만 아니 , 러한 사 탐닉 상 특 사 에 해 만 것 지 하 해

다양한 사 하여 행동 한 결과, 다양한 사 에 하여도 도 차 만 뿐, MPA에 한

극시 사 에 한 탐닉 상 하 다(도 4h 4i).

복 뇌수도주변 질(vPAG) MPA 주 한 신 수 하 므 MPA 색말단 -특[0052]

포체 역(soma area) 보다 특 행동상 변 야 하 에, 본 들

MPA-vPAG 시냅스 극 하 다. 실 MPA에 질도 ChR2 단 질 하게 vPAG에 한

색돌 말단에 도달하 다(도 5a 참 ). 상 색돌 말단에 한 극 vPAG 런들에 후

시냅스 (evoked excitatory postsynaptic currents, eEPSCs) 시키고, 상 eEPSCs AMPA 수 체

항 CNOX NMDA 수 체들 항 D-AP5에 해 함 찰하 다(P > 0.05, 도 5b 참 ). 상

결과들 MPA-vPAG 시냅스 통한 신경 달 시사하 것 다. vPAG에 하 MPA 색돌 말단에

한 극(20 Hz, 5 ms 스 폭)에 하여, ChR2MPA-vPAG

마우스 eYFPMPA-vPAG

마우스 비 하여 사

탐닉에 많 시간 비하 고 큰 도 사 탈 도하 다(도 6a-6c 참 ). ChR2MPA-vPAG

마우스

에 한 사 탈 도 상술한 ChR2MPA 마우스 그것보다 컸다(도 6d 참 ). ChR2

MPA 마우스 얻 상

결과들(도 4f 4g 참 )과 , MPA-vPAG 극 (도 6e 6f 참 )과 비 하

여 암컷 (P<0.001)과 사료(P<0.01)에 들 하게 감 시키므 본 실시 에 MPA-

vPAG 사 에 한 특 하고 강 한 들 도한다 것 시사한다.

아울러, 본 들 상 사 특 하 하여, 마우스 암컷과 사 에 동시에 [0053]

시키 경쟁 고안하 다. 빛 차단한 상태에 , ChR2MPA-vPAG

마우스가 암컷 향해 쫓아가고, 냄새 맡

고, 타 행 에 가 많 시간 비하 다(도 5c 참 ). 빛 상태에 , 마우스가

사 과 상 하 시 하여 근처 암컷에 주 울 다(P<0.01; 도 5d 참 ). 상 암컷에 사

상 하 트 동 본 MPA-vPAG 가 다 동 행 들에 우 하여 탐닉 본 특

도한다 것 시사한다.

극 주 동안, ChR2MPA-vPAG

마우스 어 알 벳 'B' 'G'(도 5e 상단 참 ) 곽 움직 사[0054]

에 한 행 보여주어 알 벳들(도 5e 단 하단 참 ) 곽 하게 었

다. 빛 알 벳 'G'에 꺼 마우스 상 행 단하고 트 동해 갔다(도

5e 단 하단 우 참 ). , MPA vPAG 신경 달 통하여 사 향한 강한 움직 도한

다.

상 가 사 탐닉 행 도에 한 것 같 , 본 들 상 사 탐닉 행 들에 MPA-vPAG[0055]

가 필수 지 하 하여 수행하 다. 체 , 본 들 DBA2 마우스가 다 근

마우스 계통들에 보다 태생 사 에 한 집착 도가 크다 것 알 에 상 마

우스 계통에 MPA-vPAG 해 과 시험하 다. 상 DBA2 마우스 MPA 양 에 사시 해당 런

탈 극시킴 시키 갖 염 채 (할 돕신; eNpHR3.0) 포함하

AAV2/5 러스 주 하여 vPAG 양 극하 다(532 nm, 도 7a 참 ). 상 극에 하여,

eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 eYFPMPA-vPAG

마우스 비 하여 사 탐닉(도 7d 7f 참 )과 탈(P<0.05; 도 7e

참 ) 행 가 감 하 것 보여주었다. 그러 , MPA-vPAG 극 암컷 (P> 0.05; 도 7b 참 )

사료(P> 0.05; 도 7c 참 )에 한 변경시키지 않았다.

상 결과들에 , MPA-vPAG 사 탐닉 행 들 특 도하 에 필수 것 시사[0056]

한다.

하, 실시 통하여 본 상 한다. 그러 본 하에 개시 실시 에 한[0057]

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것 아니 다 다양한 태 수 것 , 하 실시 본 개시가 하도

하 , 통상 지식 가진 에게 주 하게 알 주 해 공 것 다.

:[0058]

시험동 :[0059]

7 ~ 8 주 (실험 에) C57BL/6J 수컷 마우스 DBA2 마우스 한 과학 술원(Korea Advanced[0060]

Institute of Science and Technology, KAIST) 실험동 운 원 규 (프 KA2014-05)에

마우스 사 취 하 다. 마우스 과 사료에 게 근할 수 상태 지 었 , 암 주

12시간 었다. 행동시험에 사 한 든 마우스 상 그룹 하고 행동 cFos 도시험 에

리하 다. 행동시험들 러스 한 4주 후에 실행하 다.

역 직 학 [0061]

3,3'-다 아미 (DAB) 역염색 하여, 마우스 마취하여 산 염액(PBS)에 해 린 움[0062]

염 하고 다 PBS에 해 4% 포 알 드 재 하 다. 그런 다 뇌 마우스 거

하여 4% 포 알 드 새 고 하고 PBS에 해 30% 슈크 에 새 시 다. 고 후, 뇌 냉각

지 (Leica, Germany) 에 편 (40 μm 께)하여 편들 PBS 척한 다 , 0.3% 시다아

0.3% 트리 X-100 처리하여 하게 하고 3% 상 청(Vector Laboratories, ) 처리함

차단하 다. 편들 상 에 1 동안 염 항-cFos 항체(1:500 ; Santa Cruz, USA) 처리한 다 ,

비 틴 항-염 IgG(1:200 ; Vector Labs) 1.5시간 동안 처리하 다. 편 상에 재하

역 단 질들 ABC(Avidin Biotin Complex, Vector Laboratories, ) 상 에 1.5 시간 동안, DAB

액 2.5 동안 처리함 염색하 다. 그런 다 염색 편들 ImageScope 프트웨어(Leica, 독 )

가 착 Aperio Scanscope CS(Leica, Germany) 사 하여 하 다.

공 상 통한 러스 [0063]

러스가 감염 마우스들 마취시킨 후, 처 에 PBS에 해 헤 린 움염 재 한 후, 어[0064]

PBS에 해 4% 포 알 드 재 하 다. 뇌 한 후 뇌 4% 포 알 드 액 새 고

하 다. 고 후, 뇌 진동식 편 (vibrating microtome, Leica, Germany) 상에 40 μm 께 편

하 다. 뇌에 한 상 LSM 780 공 미경(Zeiss, Germany) 하여 수득하 고, ZEN 2009 편집

프트웨어(Zeiss, Germany) 하 다.

사 탈 실험:[0065]

마우스 실험 챔 에 안감 감 시키 해, 실험 에 챔 에 5 동안 순 시 다. 시험 시[0066]

여진 스티 폼 체 상 챔 에 고 상 마우스 게 탐험하도 하 다. 극

( 극; 473 nm, 해 532 nm) 마우스가 탐험하 동안 가 었다.

든 마우스 안 하 하여 5 동안 시험챔 에 들 도 했다. 상 시험들 짚[0067]

(P.W.I. Industries, 다) 가진 아크릴 시험 챔 (25x25x40 cm)에 각 마우스에 수행하 다. 마우스

드에 연결하여 안 시키 하여 5 동안 시 다가 20 동안 시험 챔 내에 순 시

다. 순 간 료 후 (2x2x2 cm) 스티 폼 사 시험 챔 간 심스럽게 시 다.

극 해 473 nm (Shanghai Laser, Crystalaser, 미 ) MPA MPA-vPAG(20 Hz, 5

ms 스 폭)에 가하 다. 3 간 OFF, ON과 OFF 계 었고, 빛 실험 에

말단에 1 mW(ChR2MPA

eYFPMPA) 또 3 mW(ChR2

MPA-vPAG eYFP

MPA-vPAG) 하 다. MPA-vPAG 해

해 , 532 nm 극(Shanghai Laser, ) 20 동안 연 가하 다. 빛 각

에 10 mW 하 다. 사 하지 않 OFF 시도 사 에 한 습 과 시키

하여 ON 시도 7 후에 수행하 다. 마우스 트 비 니 링하 고, 사 탈 색

(Noldus, ) 사 하여 EthoVision XT 8.5 프트웨어 하 다. 탈시험들에 해 다양한

사 들 수행하 고, ChR2MPA

마우스 20 동안 시험 챔 에 순 시 다. 처 사 도 어 동시 극

(1 mW, 20 Hz, 5 ms 스 폭) 5 동안 가하 다. 5 후, 다 사 도 었 , 시험에 사 한 사

들 , 검 고 각, 탁 공, BNC 커 스티 폼 큐브 다. 사 들 순 도

었다.

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사 - 행동 실험:[0068]

ChR2MPA-vPAG

마우스 행동 학 연 실 어 약 'BG' 고 닥 에 시험 챔 (90x60x15[0069]

cm)에 20 간 순 시 다. 그런 다 , 상 챔 하단 시 하여, 극 마우스들 철

막 상에 고 사 (탁 공) 하도 도 었다. 챔 마우스 50 cm 에 연결한

사 (탁 공) 어 알 벳 'B' 시 에 가볍게 고 극(473 nm, 20 Hz, 5 ms 스-폭) 가하 다.

빛 실험 말단에 3 mW 하 다. 마우스가 공 만 사 'BG' 트 통해 움

직 시 하 다. 마우스가 공 뛰어 것 지하 하여 공 도 하 다. 사 알

벳 'G' 에 도달한 후 시험 극 차단함 결시 다. 각 마우스 비 하 10

시도 수행하 다. 사 행동 시 어 평가하 해 사 시험에 사 한 같 마우스

가 시험 수행하 다. 공 'B' 트 에 극 가 었 , 'G' 트 에 시 하 직

에 극 차단하 다. 마우스 사 트 EthoVision XT 8.5 software(Noldus, ) 사 하여 시각

하 고, 그들 사 거리 MATLAB codes (Mathworks, 미 ) 하여 하 다.

식행동 시험 [0070]

시험 24시간 동안 상 사료 거하 다. 마우스 리 지(14x21x13 cm)에 개 없 30[0071]

동안 순 시 다. 20개 사료 (각 20 mg; Bio-Serve, 미 ) 극 또 해 동시에 공 하 다.

마우스 30 동안 사료 취하도 하 고, 그런 다 갑 챔 빼냈다. 아 사료

게 울 사 하여 하 다.

행동 시험 [0072]

든 마우스 시험 3 동안 리하 다. 시험 에, 드 수컷 시험 마우스에 연결하고 어 10[0073]

동안 에 순 시 다. 암컷 마우스 극 또 해 동시에 수컷 마우스 합사하 다. 암컷 여

질에 한 안검사 하 , 암컷들만 상 시험에 하 다. 수컷 마우스 5

동안 암컷 탐색하도 하 , 에 한 비 수행하 다.

포 -클 프 :[0074]

ChR2MPA

마우스 하게 비 슬 스 -클 프 에 사 하 다. 포 -클 프 MPA 또[0075]

vPAG 런 수득 었 , 스(473 nm)가 상 (coronal section) 에 한 통해

상 상 상에 달 었다. 피크 신(picrotoxin, 100 μM) CNQX(25 μM) 해 과 거하 해

식 처리 었고 D-AP5(50 μM)가 vPAG 런에 - eEPSC 차단하 해 식 처리

었다.

마우스 뇌 편 AAV2/9-CaMKIIα-ChR2-mCherry MPA 주 한 후 어도 2주에 하 다. 마우스 아[0076]

틴(0.6 mg/g) 복강주사 마취하여 뇌 리하 다. 빙냉 공 뇌척수액(ACSF; 125 mM NaCl, 2.5 mM KCl,

1.25 mM NaH2PO4, 25 mM NaHCO3, 25 mM d(+)- 루 , 2 mM CaCl2, 2 mM MgCl2, 3 mM 움-피루 트, 1

mM 아스 빈산)에 담 리 뇌 95% O2/5% CO2 가스 채워 pH 7.4 지하 , 진동 편 (Leica, 독

) 사 하여 300-350 μm 께 상 단 편 하 다. 단 후, 편들 36℃에 10-15

동안 93 mM NMDG, 93 mM HCl, 2.5 mM KCl, 1.2 mM NaH2PO4, 30 mM NaHCO3, 25 mM d(+)- 루 , 20 mM HEPES,

5 mM 움 아스 브산, 3 mM 움 피루브산, 2 mM 티 아, 10 mM 산 마그 슘, 0.5 mM 염 슘

포함하 산 복액 채운 양챔 다 , 상 에 사 하 어도 1시간 동안 ACSF 채운

양챔 동시 다. 편들 시냅스 GABA 과 거하 하여 100 μM 피크 독 (picrotoxin) 포함하

ACSF 시 다. 런들 생리학 변 28-30℃에 하 고, 립 미경(Olympus, Japan)

에 차별 간 강(IR-DIC) 미경 또 색 단 질(RFP) 필 하여 상 하 다. 포

-클 130 mM K-gluconate, 2 mM NaCl, 4 mM MgCl2, 20 mM MHEPES, 4 mM MgATP, 0.4 mM Na3GTP,

0.5 mM EGTA(1 M KOH pH 7.25 ) 포함하 내 액 채운 리 피펫(3-5 MΩ) 사 하여 수득

하 다. MPA 런 생리학 변 해 , 473 nm 극(20 Hz 5 ms 스 폭)

(200 μm 직경; Doric Lens, 다) 통해 달하고 상 편 에 시 - 동 (3 마리 마

우스 수득 포 수 9) 도했다. 런들 동 약 -50 mV 한 변압 사 하여

-클 프 드에 하 다. PAG 런 들 해 473 nm 극(5 ms) 통해 달하

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여 약 -70 mV 지 (holding potential) 하여 -클 프 드 PAG 런에 - EPSCs

도하 다. 챔 에 시키고 극 하여 PAG 역 한 하 다. - EPSCs

매 5 (30 시도)마다 하 다. 그런 후, 25 μM CNQX 50 μM D-AP5 10 동안 식 처리

하여 - EPSCs(30 시도) 진폭 비 하 다(5 마리 마우스 수득한 포수 8).

근 항 상 계 통해 니 링하 , 만약 근 항 상태 25% 보다 크게 변하거[0077]

지 가 안 하지 않 하 다. 든 료 수득하여 Multiclamp 700B(Molecular Devices, USA)

폭하 고, 10 kHz에 Digidata 1550(Molecular Devices, USA) 수 하 , Clampfit(Molecular

Devices, USA) 사 하여 하 다.

실시 1: 사 탐닉 뇌 [0078]

본 들 사 에 한 탐닉 동 할 뇌 특 가 고 그에 해당 에[0079]

사 에 한 탐닉 동에 필 한 런 가 해 런 가 사 cFos가 상

특 에 과 것 가 웠다.

그에 본 들 동 사 탐닉 하 시상하 결 핵 하 해, 사 탐닉[0080]

과 에 런 cFos 단 질 지 수 도 실험 차 고안하 다(도 3a 참 ). 사 피

감 시키 하여 든 마우스들 사 ( 여진 스티 폼 큐브)에 하여 하루에 한 씩 3 간 사 에

시 다(Kim, D. et al., Genes Brain Behav., 4: 302-306, 2005). 4 째에 사 없 1시간

하게 한 , 시험 1시간 동안 사 탐닉하도 허 하 다(도 3a 참 ). 그런 다 , 상술한 같

, 역 직 학 수행한 결과, 내 시삭 야(MPA)에 사 에 마우스에 cFos-양 런들

수가 과 비 하여 하게 가 었다(P<0.01; 도 3b 참 ). cFos-양 런들 MPA 내에 MPA 핵심

지역 내 시상 야핵(medial preoptic nuclei, MPN) 주변에 집 하고 었다. 상 특별

한 없 에 본 들 (背側面) MPA(dorsolateral MPA, dlMPA, P<0.01; 도 3c

참 ) 고 하 다. , 시삭 역(lateral preoptic area, LPO), 복 핵 말단(ventral bed

nucleus of stria terminalis, vBNST), 격시상하 핵(septohypothalamic nucleus, SHy), 복내 시상하

(ventromedial hypothalamus, VMH), 실 핵(paraventricular nucleus, PVN) 상핵(arcuate nucleus, Ar

c) 포함하 다 시상하 역들 과 비슷한 cFos 타냈다(도 3b, 3d 3e).

실시 2: 학 한 러스 주[0081]

어, 실 상 MPA 가 동 사 탐닉에 어 지 하 하여, 본 들 다 마우스[0082]

계통에 비해 사 에 한 집착 것 알 진 C57BL 마우스(Kim, D. et al., Genes Brain Behav. 4:

302-306, 2005) 마취시킨 후, 동 프 (Neurostar, Germany)에 시킨 후, 주

(stereotaxic injector) CamKII 프 에 해 도 채 돕신-2(ChR2) 포함하

아 러스 2/9(AAV2/9) AAV2/9-CaMKII-ChR2(H134R)-mCherry(Addgene #26975, modified by

University of Pennsylvania, USA) 0.5 μl(1.0X1013

genomic copies/ml) 또 AAV2/5-CaMKIIα-

eYFP(University of North Carolina Vector Core, USA) 각각 0.5 μl(4.0X1012

genomic copies/ml) 내 시

삭 야(medial preoptic area, MPA) 주 하 다. 상 마우스가 안 찾 후, 2.5% 트리브 에탄

마취시키고, 동 프 (Neurostar, Germany) 상에 시킨 후, (optic fiber

cannula) MPA 등 에 삽 하 다. 상 mCherry 통해 공 미경

하 다. 그 결과, 도 4a 에 같 mCherry에 한 색 MPA 에 타

하 다. 본 에 해 MPA에 주 아 러스가 수행하고 하 것

다.

실시 3: MPA 극 통한 사 탐닉 핵동 변 찰[0083]

본 들 MPA 에 동 사 탐닉 상에 변 가 어 지 하 해 상 실시[0084]

3에 마우스(ChR2MPA)에 한 행동 실험 수행하 다. 체 본 들 상 마우스(ChR2

MPA)

등쪽 MPA(dorsal MPA)에 채 돕신 2 시킬 수 473 nm 빛 사하 다(도 4a 4b 참

). 그러 상 마우스 극 사 한 탈 야 하 , 지하 같 가

에 해 사 에 한 동 탐닉 상 보 다(도 4c 4d 참 ). , MPA에 러스

감염시킨 마우스(eYFPMPA) 사 에 한 동 보 지 않았다(P < 0.01, 도 4e). 상 결과들

등록특허 10-1887051

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MPA에 한 런들 사 탐닉 행동 매개한다 것 시사하 것 다. 아울러, 본 들 상

러싸 체 에 다 사 에 하여도 동 한 탐닉 상 타 지 하 해, 사

탁 공, , 검 색 고 각, BNC 커 꿔 동 한 사 탐닉 행동시험 수행하 다. 그 결과,

도 4h 4i에 타 같 , 본 마우스(ChR2MPA) 도 차 었 , 사 한 든 사 들

에 하여 탐닉 상 타냈다. , 본 MPA 극 마우스 극에 해 가역 사 탐닉

상 할 수 동 었다.

한편, 행 연 들에 MPA가 수컷 행동(Malsbury, Physiol. Behav., 7: 797-805, 1971), 동 [0085]

(Vaccarino et al., Regul. Peptides, 21: 21-28, 1988), 향(Numan et al., Brain Res., 792:

348-352, 1998; Kirkapatrick et al., Brain Res., 658: 112-118, 1994)과 것 보고 다.

향 억 MPA 런들에 에 본 들 가지 행 하 다. 그 결과,

사 한 건 하에 MPA 극들 수컷 마우스가 암컷 (P > 0.05; 도 4f 참 ) 고픈 상태(P >

0,05; 도 4g 참 )에 식에 진하지 않았다. , 극 MPA 런 사 탐닉 특

함 시사하 것 다.

실시 4: MPA-vPAG 극 통한 사 탐닉 행동 변 찰[0086]

복 뇌수도주변 질(vPAG) MPA 주 한 신 수 하 므 MPA 삭말단 -특[0087]

포체 역(soma area) 보다 특 행동상 변 야 하 에, 본 들

MPA-vPAG 시냅스 극 도 하 다. 본 들 해 우 MPA에 질도 ChR2 단 질 vPAG

에 한 색돌 말단에 하 지 여 mCherry에 한 통해 사하 다. 그 결과 도

5a에 타 같 , MPA에 질도 ChR2 단 질 하게 vPAG에 한 색돌 말단에 도달하 다

(도 5a). 그런 다 , 상 MPA 색돌 말단에 한 극에 해 실 vPAG 런 극 가 한지 하

해 상술한 같 포 -클 프 수행하 다. 그 결과 상 MPA 색돌 말단에 한

극에 해 vPAG 런들에 후시냅스 (evoked excitatory postsynaptic currents,

eEPSCs) 시키고, 상 eEPSCs AMPA 수 체 항 CNOX NMDA 수 체들 항 D-AP5에 해

함 찰하 다(P > 0.05, 도 5b 참 ). 상 결과들 MPA-vPAG 시냅스 통한 신경 달 시사

하 것 다.

에 본 들 MAP에 상 실시 2에 사 한 AAV2/9-CaMKII-ChR2(H134R)-mCherry 러스 감염시키[0088]

고, vPAG에 극 한 (optic fiber cannula) 삽 한 C57BL 마우스 하 다. 경우도 마

찬가지 AAV2/5-CaMKIIα-eYFP 러스 MPA에 질도 하고 vPAG에 삽 한 C57BL 마

우스 사 하 다. 상 마우스들에 하여 상술한 같 행동학 시험 수행하 다.

그 결과, vPAG에 하 MPA 색돌 말단에 한 극(20 Hz, 5 ms 스 폭)에 하여, ChR2MPA-vPAG

마우[0089]

스 eYFPMPA-vPAG

마우스 비 하여 사 탐닉에 많 시간 비하 고 큰 도 사 탈

도하 다(도 6a-6c). ChR2MPA-vPAG

마우스에 한 사 탈 도 상 실시 3에 ChR2MPA

마우스

그것보다 컸다(도 6d 참 ).

아울러 본 들 ChR2MPA-vPAG

마우스에 MPA-vPAG 극에 해 행동 식행동에 어[0090]

어 한 변 가 타 지 해당 행동 시험 수행하 다. 그결과, ChR2MPA

마우스 얻 결과들(도 4f

4g 참 )과 , MPA-vPAG 극 eYFPMPA-vPAG

과 비 하여 암컷 (P<0.001)과 사

료(P<0.01)에 들 하게 감 (도 6e 6f 참 ), 본 실시 에 MPA-vPAG

사 에 한 특 하고 강 한 들 도한다 것 시사한다.

아울러, 본 들 상 사 특 하 하여, 마우스 암컷과 사 에 동시에 [0091]

시키 경쟁 고안하 다. 빛 차단한 상태에 , ChR2MPA-vPAG

마우스가 암컷 향해 쫓아가고, 냄새 맡

고, 타 행 에 가 많 시간 비하 다(도 5c). 빛 상태에 , 마우스가 사

과 상 하 시 하여 근처 암컷에 주 울 다(P<0.01; 도 5d). 상 암컷에 사 상

하 트 동 본 MPA-vPAG 가 다 동 행 들에 우 하여 탐닉 본 특

도한다 것 시사한다.

아울러, 본 들 MPA-vPAG 에 한 극 실 동 진 할 수 지 하 해,[0092]

등록특허 10-1887051

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한 트 사 동시키 사 경 실험 동 경 가 하 여 하 다(도 5e

상단).

해 상술한 같 , 시험 챔 내에 사 어 알 벳 'BG' 루어진 트 동하도 하[0093]

고 알 벳 'B' 시 에 상 ChR2MPA-vPAG

마우스 가볍게 고 473 nm 극 가한 후, 사

'BG' 트 통해 움직 시 하 , 상 마우스 사 움직 과 하 사 상

챔 돌아다 다(도 5e 단 하단 ). 상 시험 사 알 벳 'G' 에 도달한 후 시험

극 차단함 결시 다.

한편, 상 행동 변 가 실 극에 한 것 하 해, 사 알 벳 'G' 시 에 도달했[0094]

, 극 차단한 후 행동 변 찰하 시험 수행하 , 결과, 빛 알 벳 'G'에 꺼

마우스 상 행 단하고 트 동해 갔다(도 5e 단 하단 우 ). 통

해, 본 들 MPA vPAG 신경 달 통하여 사 향한 강한 움직 도함 하 다.

실시 5: MPA-vPAG 해 통핸 사 탐닉 행동 변 찰[0095]

상 MPA-vPAG 가 사 탐닉 행 도에 한 것 같 , 본 들 상 사 탐닉 행 들에[0096]

MPA-vPAG 가 필수 지 하 하여 MPA-vPAG 빛 하여 차단할 경우 행동 변

하고 하 다.

체 , 본 들 DBA2 마우스가 다 근 마우스 계통들 보다 태생 사 에 한 집착 [0097]

도가 크다 것 알 에 상 마우스 계통에 MPA-vPAG 해 과 시험하 다. 상

DBA2 마우스 MPA 양 에 클 드 채 (할 돕신; eNpHR3.0) 포함하 AAV2/5 러스

AAV2/5-CaMKII-eNPHR3.0-eYFP(Addgene #26971) 0.5 μl(4.0X1012

genomic copies/ml)또 러스

AAV2/5-CaMKIIα-eYFP(University of North Carolina Vector Core, USA) 0.5 μl(4.0X1012

genomic

copies/ml) 주 (stereotaxic injector) 주 하 다. 그런 다 , 상 AAV2/5-CaMKII-

eNPHR3.0-eYFP 러스 감염 마우스 뇌 우 에 재하 vPAG에 ( 사 간

격 0.7 mm) 삽 하 다. 그런 다 , 하여 vPAG 양 해하 다(532 nm, 도 7a 참

). 그 결과, 상 해에 하여, eNpHR3.0MPA-vPAG

마우스 eYFPMPA-vPAG

마우스 비 하여 사 탐닉(도 7d

7f 참 )과 탈(P < 0.05; 도 7e 참 ) 행 가 감 하 것 보여주었다. 그러 , MPA-vPAG 해

암컷 (P > 0.05; 도 7b) 사료(P > 0.05; 도 7c)에 한 변경시키지 않았다.

상 결과들에 , MPA-vPAG 사 탐닉 행 들 특 도하 에 필수 것 시사[0098]

한다.

본 도 실시 참고 었 시 것에 과하 , 당해 술 야에 통상 지[0099]

식 가진 다양한 변 균등한 다 실시 가 가 하다 해할 것 다. 본

진 한 술 보 첨 청 술 사상에 하여 해 야 할 것 다.

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도

도 1

도 2

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도 3

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도 4

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도 5

도 6

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도 7

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