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- KAIST 의과학대학원 이정호 교수 연구팀

이정호 KAIST 의과학대학원 교수.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 뇌를 포함한 모든 신체 기관은 세포 분열 과정에서 발생하는 돌연변이(모자이시즘)을 피할 수 없다.그렇다면 과연 몇 개의 신경세포에 질병 유발 돌연변이가 생겨났을 때부터 전체 뇌신경 회로를 망가트려 뇌 기능 이상을 일으킬 수 있을까?

KAIST는 의과학대학원 이정호(사진) 교수팀이 뇌세포 특이적 돌연변이(뇌 체성 모자이시즘)에 의한 소아 난치성 뇌전증 동물 모델과 환자 뇌 조직 연구를 통해 0.1% 이하 비율의 극미량 돌연변이 신경세포에 의해서도 뇌 전체 기능 이상을 유발해 뇌전증 발작이 발생할 수 있음을 규명했다고 9일 밝혔다.

이를 통해 난치성 뇌전증의 돌연변이 유전자 진단에 있어 새로운 기준을 마련하는 한편,극미량의 돌연변이 신경세포가 다양한 뇌 질환 유발에 관여할 수 있음을 밝혔다.

이번 연구결과는 신경의학 분야 국제학술지‘브레인(Brain)’에 6월 25일 게재됐다.

연구팀은 이번 연구에서 과연 얼마나 적은 수의 세포에서 특정 유전자 모자이시즘이 누적됐을 때 이것이 전체 뇌 기능 이상을 유도하는 뇌 질환 발생으로 이어질 것인가라는 질문에 대답하고자,마우스 질병 모델과 인체 조직을 이용한 중개의학적 연구를 수행했다.

마우스 뇌전증 모델에서 8~9천개 이상의 변이세포 존재시 뇌전증 발작 유발 모식도.[KAIST 제공]

연구팀은 실험용 쥐의 뇌 조직에 뇌전증 유발 체성 모자이시즘을 최소 수백 개에서 최대 수만 개의 세포에 유발했다.이때 8~9천개 수준의 돌연변이 신경세포가 나타날 때부터,2024년 4월 30일 K리그1 경기일정실험용 쥐가 뇌전증 발작을 일으키고,관련된 병리가 나타남을 관찰했다.더 나아가 난치성 뇌전증 환자 뇌 조직에서 대용량 유전정보 증폭 시퀀싱을 수행해 정확한 변이 모자이시즘 비율을 측정했고,2024년 4월 30일 K리그1 경기일정최소 0.07%에 이르는 뇌전증 유발 체성 모자이시즘을 관찰했다.

이 발견은 약물 치료에 반응하지 않아 수술에 이르게 되는 난치성 뇌전증의 유전적 정밀 진단에 도움을 줄 수 있으며,2024년 4월 30일 K리그1 경기일정또한 아직 원인이 밝혀지지 않은 수많은 난치성 신경 정신의학적 질환들이 뇌의 발생과 분화 과정에서 일어나는 극소량의 미세 돌연변이들과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

이번 연구 성과는 KAIST 교원 창업기업인 소바젠㈜을 통해 난치성 뇌전증 환자의 체성 모자이시즘 변이를 정밀 타겟하는 혁신 RNA 치료제 개발에 이용될 예정이다.

논문 1저자인 김진태 박사는 “극미량의 체성 돌연변이라도 뇌의 기능 이상을 유발할 수 있음이 알려졌고,2024년 4월 30일 K리그1 경기일정이를 통해 난치성 뇌전증 등의 유전적 진단과 치료제 개발에 도움이 될 수 있기를 바란다”고 말했다.

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