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0.1% 이하의 돌연변이 세포로도 뇌 질환이 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.연구 결과는 돌연변이 세포를 정밀 타깃으로 치료제를 개발하는 데 접목·활용될 예정이다.
KAIST는 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 극미량 돌연변이 신경세포로도 뇌 전체 기능 이상을 유발해 뇌전증 발작이 발생할 수 있음을 규명했다고 9일 밝혔다.
연구팀은 뇌세포 특이적 돌연변이(뇌 체성 모자이시즘)에 의한 소아 난치성 뇌전증 동물 모델과 환자 뇌 조직 연구로 난치성 뇌전증의 돌연변이 유전자 진단에 새로운 기준을 마련,극미량의 돌연변이 신경세포가 다양한 뇌 질환 유발에 관여할 수 있음을 밝혔다.
연구는 얼마나 적은 수의 세포에서 특정 유전자 모자이시즘이 누적됐을 때,전체 뇌 기능 이상을 유도하는 뇌 질환 발생으로 이어지는가에 대한 답을 찾기 위해 수행됐다.
연구팀은 실험용 쥐의 뇌 조직에 뇌전증 유발 체성 모자이시즘(Somatic Mosaicism)을 최소 수백 개에서 최대 수만 개의 세포에 유발했다.이때 8000~9000개 수준의 돌연변이 신경세포가 나타날 때부터 실험용 쥐가 뇌전증 발작을 일으키고,2017 u-20 월드컵 독일관련된 병리가 나타남을 관찰했다.
또 난치성 뇌전증 환자 뇌 조직에서 대용량 유전정보 증폭 시퀀싱을 수행해(ultra-high depth amplicon sequencing) 정확한 변이 모자이시즘 비율을 측정하고,최소 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 있고,아직 원인이 밝혀지지 않은 난치성 신경 정신의학적 질환이 뇌의 발생과 분화 과정에서 일어나는 극소량의 미세 돌연변이와 밀접한 관련이 있음을 시사한다.
이번 연구는 국소 피질이형성증의 진단법 향상과 체성 모자이시즘에 의한 뇌 질환 원인 발견에 중요한 기초를 마련할 것으로 연구팀은 내다본다.국소 피질이형성증은 뇌 발달 과정 중 대뇌 피질에 국소적으로 신경세포 이상이 발생하는 질환으로 기존 항뇌전증 약물에 전혀 반응하지 않는 소아 난치성 뇌전증을 일으키는 가장 중요한 원인으로 알려졌다.
이번 연구 성과는 KAIST 교원 창업 기업인 소바젠㈜을 통해 난치성 뇌전증 환자의 체성 모자이시즘 변이를 정밀 타깃으로 하는 혁신 RNA 치료제 개발에도 이용될 예정이다.
한편 이번 연구는 서경배과학재단,2017 u-20 월드컵 독일한국연구재단,보건산업진흥원 사업의 지원을 받아 수행됐다.연구 결과는 지난달 25일 세계적 신경 의학 학술지‘브레인(Brain)’에도 게재됐다.
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