후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인 규명
후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 원인 규명
  • 박연수
  • 승인 2018.06.26 14:40
  • 조회수 1361
  • 댓글 0
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KAIST 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 후천적인 뇌 돌연변이로 인한 뇌전증 및 자폐증 환자에게 나타나는 신경 세포 이동 장애 증상이 발생하는 원리를 규명해 신경생물학 분야 국제 학술지 <뉴런(Neuron)>에 개제됐습니다.

 

뇌를 연구했습니다. 출처:telegraph<br>
뇌를 연구했습니다. 출처:telegraph

참고로 서울대학교병원 의학정보를 참고하면 뇌전증이란 과거 간질이라고 불렀던 증상인데요. 발작을 유발할 수 있는 원인 인자가 없는데도 뇌전증 발작이 반복적으로 발생해 만성화된 질환군을 의미해요.

 

이정호 교수 연구진은 이전 연구에서 후천적인 뇌 돌연변이가 뇌전증과 자폐증을 유발할 수 있고, 이 돌연변이로 인해 신경 세포 이동 장애 증상이 발생한다는 사실을 증명한 적이 있습니다. 하지만 신경 세포의 이동 장애가 발생하는 근본 원리에 대해서는 완벽하게 밝히지는 못했죠.

 

연구진은 이번 연구에서 대뇌 피질 발달 장애환자의 뇌 조직을 연구했습니다. 대뇌 피질 발달 장애(Malformation of cortical development)는 신경 세포의 증식 및 이동에 일어나는 과정에서 문제가 생겨 뇌전증과 자폐증을 동반합니다. 특히 소아 난치성 뇌전증의 대표적 원인입니다.

 

연구진은 대뇌 피질 발달장애 환자의 뇌 조직에서 엠토르(mTOR) 유전자의 후천적인 뇌 돌연변이가 발생함을 확인했습니다. 이를 반영한 동물 및 세포 모델을 이용해 대뇌 피질 발달 이상의 원리를 연구했죠.

 

후천적 뇌 돌연 변이를 가진 대뇌 피질 발달 장애 환자의 뇌 조직 밑 동물 모델에서 망가져 있는 일차섬모 생성. 출처: KAIST
후천적 뇌 돌연 변이를 가진 대뇌 피질 발달 장애 환자의 뇌 조직 밑 동물 모델에서 망가져 있는 일차섬모 생성. 출처: KAIST

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

 

엠토르(mTOR) 유전자가 OFD1이라는 단백질을 적절하게 없애야 하는데 엠토르(mTOR)에 돌연변이가 발생해 OFD1 단백질이 많이 축적돼 신경 세포 이동의 장애 현상으로 이어진 겁니다.

 

일차섬모 회복시킨 쥐와 대뇌 피질 발달 장애의 쥐. 출처: KAIST
일차섬모 회복시킨 쥐와 대뇌 피질 발달 장애의 쥐에서 신경 세포의 이동이 정상 수준으로 돌아왔어요. 출처: KAIST

연구진은 돌연변이를 가진 신경 세포에서 과하게 축적돼 일차 섬모 생성을 방해하는 OFD1 단백질의 발현을 억제시킴으로써 일차 섬모의 생성을 회복시켰습니다. 이를 통해 신경 세포의 이동을 정상 수준으로 되돌렸죠.

 

1저자인 박상민 석박사통합과정은 "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 발견했다"고 말했습니다.

 

연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자의 새로운 치료제 개발을 위한 후속 연구를 진행 중입니다. 또한, 이번 연구 결과는 후천적으로 뇌에 돌연변이가 생겨 발생한 뇌 발달 장애 환자의 치료에 도움을 줄 것으로 기대하고 있습니다.



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