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KAIST 연구팀,로웬 숲토끼 팁관련 연구 결과 발표0.1% 이하로 존재하는 극미량의 돌연변이 세포만으로도 난치성 뇌전증을 일으키는 것을 국내 연구팀이 환자 뇌 조직에서 확인했다.

뇌를 포함한 모든 신체 기관은 세포 분열 과정에서 발생하는 돌연변이(모자이시즘)를 피할 수 없다.몇 개의 신경세포에 질병 유발 돌연변이가 생겨났을 때부터 전체 뇌신경 회로를 망가트려 뇌 기능 이상을 일으키는 것일까.

한국과학기술원(KAIST,로웬 숲토끼 팁총장 이광형)은 의과학대학원 이정호 교수팀이 뇌세포 특이적 돌연변이(뇌 체성 모자이시즘)에 의한 소아 난치성 뇌전증 동물 모델과 환자 뇌 조직 연구를 통해 0.1퍼센트 이하 비율의 극미량 돌연변이 신경세포에 의해서도 뇌 전체 기능 이상을 유발해 뇌전증 발작이 발생할 수 있음을 알아냈다.

마우스 뇌전증 모델에서 8000~9000 개 이상의 변이 세포가 존재했을 때 뇌전증 발작이 발생했다.[사진=KAIST]

이를 통해 난치성 뇌전증의 돌연변이 유전자 진단에 있어 새로운 기준을 마련하는 한편,로웬 숲토끼 팁극미량의 돌연변이 신경세포가 다양한 뇌 질환 유발에 관여할 수 있음을 규명했다.

연구팀은 실험용 쥐의 뇌 조직에 뇌전증 유발 체성 모자이시즘을 최소 수백 개에서 최대 수만 개의 세포에 유발했다.체송 모자이시즘은 하나의 수정란에서 분열과 분화를 통해 우리 몸을 이루는 약 30조 개의 세포들이 만들어지는 과정에서 세포마다 돌연변이가 발생할 수 있다는 것으로 암의 진화뿐 아니라 비암성 질환에서도 중요한 질병 원인으로 최근 주목을 받고 있다.

고작 8000~9000개 수준의 돌연변이 신경세포가 나타날 때부터,로웬 숲토끼 팁실험용 쥐가 뇌전증 발작을 일으키고 관련된 병리가 나타남을 관찰했다.난치성 뇌전증 환자 뇌 조직에서 대용량 유전정보 증폭 시퀀싱을 수행해(ultra-high depth amplicon sequencing) 정확한 변이 모자이시즘 비율을 측정했다.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 있다.아직 원인이 밝혀지지 않은 수많은 난치성 신경 정신의학적 질환들이 뇌의 발생과 분화 과정에서 일어나는 극소량의 미세 돌연변이들과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

KAIST 의과학대학원 졸업생 의사과학자이자 이번 논문의 제1 저자 김진태 박사는 "극미량의 체성 돌연변이라도 뇌의 기능 이상을 유발할 수 있음이 알려졌다”며 “이를 통해 난치성 뇌전증 등의 유전적 진단과 치료제 개발에 도움이 될 수 있기를 바란다ˮ고 말했다.

연구 결과는 국제 신경 의학 학술지 '브레인(Brain)'에 지난 6월 25일자로 실렸다.

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