DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀이 정상적인 감각신경 형성을 위한 저해성 개재세포(inhibitory neuron)의 초기 발생 시에 관여하는 유전자인 ‘Abl1’의 중요한 메커니즘을 밝혔습니다. 해당 연구는 <Cell Reports>에 게재됐습니다. 

자폐증, 감각 이상 왜 발생하나

뇌의 발달 과정에서 인지 및 언어 신경회로보다 먼저 형성되는 감각 신경회로는 생후 1년 동안 폭발적으로 형성됩니다. 발달 과정 중 유전적, 환경적 결함으로 인해 저해성 신경회로의 형성이 제대로 이뤄지지 않으면 인지 장애와 감각 이상을 동반한 자폐증을 초래합니다. 자폐증과 같은 신경발달 장애를 앓는 환자들은 청각, 후각, 촉각과 같은 감각에 대한 과민증을 호소합니다. 그동안 자폐증 치료를 위한 연구는 인지 장애와 관련된 저해성 개제세포의 비정상적인 발달에 집중했으나 이보다 먼저 발병되는 감각 이상에 대한 구체적인 원인 및 메커니즘은 연구가 미진했습니다. 

이에 연구팀은 'Abl1' 유전자가 쥐의 후각 망울 내의 저해성 개재뉴런의 초기 발달 시기에 폭발적으로 발현 및 활성화됨을 최초로 발견했고 렌티바이러스(lenti-virus)를 이용해 Abl1의 발현과 활성을 저해하면 저해성 개재세포들이 자신들의 세포층으로 정확하게 도달하지 못하는 구조적 결함이 발생함을 발견했습니다. 

자폐증 유발 후보 유전자로 지목된 Abl1은 원래 암 유발유전자로도 잘 알려져 있는데요. 뇌 발달이 왕성한 2~9세 시기의 만성골수성 백혈병 환자들이 Abl1 활성 저해제인 표적항암제 글리벡(Gleevec, Imatinib)을 복용 시 60% 이상의 환자가 환취와 같은 감각이상 부작용을 보이는 점에 착안했습니다. Abl1 발현 및 활성 저해가 글리벡 복용의 부작용처럼 쥐의 후각 감도를 비이상적으로 증가시킴을 확인한 겁니다. 

또한 단백질체학(proteomics)을 이용해 Abl1이 뇌의 구조발달에 주요한 역할을 하는 운동성 단백질인 더블코르틴(doublecortin, Dcx)을 일시적으로 인산화하는 걸 발견했습니다. 이는 Abl1이 미세소관의 역동성을 조절하며 Abl1과 Dcx 간의 새로운 신호전달체계를 제시했습니다.

DGIST 뇌‧인지과학전공 문제일 교수는 "아직까지 명확히 밝혀지지 않은 신경발달 장애 혹은 암 질환에서 나타나는 감각 과민증의 기전을 이해하는데 중요한 단서를 찾았다"며 "이를 바탕으로 다른 감각이상 질환을 극복하는 후속 연구가 진행되길 희망한다"고 밝혔습니다.

##참고자료##

• Kim, Jae Yeon, Bongki Cho, and Cheil Moon. "Timely Inhibitory Circuit Formation Controlled by Abl1 Regulates Innate Olfactory Behaviors in Mouse." Cell Reports 30.1 (2020): 187-201. 

함예솔 다른기사 보기