KAIST, 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인 규명

머니투데이

대전=허재구 기자

카이스트(KAIST) 의과학대학원 이정호 교수 연구팀은 후천적인 뇌 돌연변이로 인한 뇌전증(간질) 및 자폐증 환자에게서 나타나는 신경 세포 이동 장애 증상의 발생원리를 규명했다고 25일 밝혔다.

연구팀의 이번 연구 결과는 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자의 치료에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 후천적인 뇌 돌연변이가 뇌전증과 자폐증을 유발할 수 있고 이 돌연변이로 인해 신경 세포 이동 장애 증상이 발생한다는 사실을 이전 연구에서 증명한 바 있다.

카이스트 연구진이 후천적인 뇌 돌연변이로 인한 뇌전증(간질) 및 자폐증 환자에게서 나타나는 신경 세포 이동 장애 증상의 발생원리를 규명했다. 사진에서는 일차섬모 생성을 회복시킨 대뇌 피질 발달 장애 동물 모델에서 신경 세포의 이동이 정상 수준으로 돌아온 것을 확인할 수 있었다./자료제공=KAIST

하지만 이 신경 세포의 이동 장애가 발생하는 근본적인 원리에 대해서는 완벽하게 밝혀내지 못했었다.

이런 상황에서 후속연구를 통해 난치성 뇌전증 및 자폐증과 밀접하게 연관된 대뇌 피질 발달장애 환자의 뇌 조직에서 엠토르(mTOR) 유전자의 후천적인 뇌 돌연변이가 발생함을 확인했다.

이를 반영한 동물 및 세포 모델을 이용, 대뇌 피질 발달 이상의 원리 규명 연구에도 착수한 것.

그 결과 엠토르(mTOR) 돌연변이를 가진 신경 세포에서 세포 소기관인 일차 섬모의 생성 기능이 망가져 있음을 확인했고 이것이 환자에게서 발견되는 신경 세포 이동 장애의 원리임을 밝혔다.

mTOR 유전자가 OFD1이라는 단백질을 적절하게 제거하는 역할을 수행해야 하지만 엠토르(mTOR)에 돌연변이가 발생함으로써 OFD1 단백질이 과하게 축적됐고 그것이 신경 세포 이동의 장애 현상으로 이어진 것이다.

연구팀은 돌연변이를 가진 신경 세포에서 과하게 축적돼 일차 섬모 생성을 방해하는 역할인 OFD1 단백질의 발현을 억제시켜 일차 섬모의 생성을 회복시켰다.

이를 통해 신경 세포의 이동을 정상 수준으로 되돌릴 수 있었다.

한편, 박상민 석박사통합과정이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 신경생물학 분야 국제 학술지인 '뉴런(Neuron)'의 6월 21자에 게재됐다.

박상민 석박사통합과정은 "이번 연구의 의미는 후천적 뇌 돌연 변이로 인한 뇌 발달 장애 환자에서 관찰되는 대표적 증상인 신경 세포 이동 결함이 그동안 주목받지 않았던 일차 섬모라는 세포소기관의 생성으로 설명할 수 있다는 점을 발견한 것"이라며 "이를 바탕으로 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자의 새로운 치료제 개발을 위한 후속 연구를 진행할 것"이라고 말했다.