KAIST, 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인 규명

뇌전증 및 자폐증 등 환자 치료 기대

【대전=뉴시스】김양수 기자 = KAIST는 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인을 규명했다. 사진은 일차섬모 생성을 회복시킨 대뇌 피질 발달 장애 동물 모델에서 신경 세포의 이동이 정상 수준으로 돌아온 모습.2018.06.25(사진=KAIST 제공) [email protected]

【대전=뉴시스】김양수 기자 = 국내 연구진이 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인을 규명해 냈다.

KAIST는 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 후천적인 뇌 돌연변이로 인한 뇌전증(간질) 및 자폐증 환자에게 나타나는 신경세포 이동장애 증상이 발생하는 원리를 규명했다고 25일 밝혔다.

후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자의 치료에 기여할 수 있을 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 신경생물학 분야 국제 학술지 '뉴런(Neuron)'에 지난 21자에 게재됐다. 논문명은 Brain somatic mutations in MTOR disrupt neuronal ciliogenesis, leading to focal cortical lamination이다.

이에 앞서 이정호 교수 연구팀은 후천적인 뇌 돌연변이가 뇌전증과 자폐증을 유발할 수 있고 이 돌연변이로 인해 신경세포 이동장애 증상이 발생한다는 사실을 증명했었다.

하지만 이 신경세포의 이동 장애가 발생하는 근본적인 원리에 대해서는 완벽하게 밝혀내지 못했다.

이번 연구에서 이 교수팀은  난치성 뇌전증 및 자폐증과 밀접하게 연관된 대뇌 피질 발달장애 환자의 뇌 조직에서 엠토르(mTOR) 유전자의 후천적인 뇌 돌연변이가 발생한다는 것을 확인했다. 이어  동물 및 세포 모델을 이용해 대뇌 피질 발달 이상의 원리를 연구했다.

연구 결과 엠토르(mTOR) 돌연변이를 가진 신경세포에서 세포 소기관인 일차 섬모의 생성기능이 망가져 있다는 것을 확인했고 이것이 환자에게서 발견되는 신경세포 이동장애의 원리라는 것을 밝혀냈다.

연구팀에 따르면 엠토르(mTOR) 유전자가 OFD1이라는 단백질을 적절하게 제거하는 역할을 수행해야 하지만 엠토르(mTOR)에 돌연변이가 발생해 OFD1 단백질이 과하게 축적되고 이로 인해 신경세포 이동의 장애현상으로 이어진다.

또 연구팀은 돌연변이를 가진 신경세포에서 과하게 축적돼 일차 섬모생성을 방해하는 역할을 하는 OFD1 단백질의 발현을 억제시켜 일차 섬모의 생성을 회복시켰다. 이를 통해 신경세포의 이동을 정상 수준으로 되돌리는데 성공했다.

이번 논문에 제1저자로 참여한 박상민 연구원은 "후천적 뇌 돌연 변이로 인한 뇌 발달 장애 환자에서 관찰되는 대표적 증상인 신경세포 이동결함이 그동안 주목받지 않았던 일차 섬모라는 세포소기관의 생성으로 설명할 수 있다는 점을 발견했다"고 말했다.

연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자의 새로운 치료제 개발을 위한 후속 연구를 진행 중이다.

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