세계 최초 파킨슨병 뇌세포 3차원 지도 작성

카이스트-미 국립보건원 국립노화연구소 공동 연구팀

우리나라 연구진이 미국 연구진과 함께 세계 최초로 퇴행성 뇌 질환인 파킨슨병 발병 뇌 조직의 단일세포 3차원 후성 유전체 지도를 작성해 치료의 실마리를 마련했다.

파킨슨병 이미지. 자료사진. 기사와 관련이 없음.

카이스트(KAIST)는 정인경 생명과학과 교수 연구팀이 엘리에자 매슬리아 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립노화연구소(NIA) 교수와 공동연구를 통해 전 세계 최초로 파킨슨병 발병 뇌 조직의 단일세포 3차원 후성유전체 지도를 작성하고, 이를 토대로 656개의 파킨슨병 연관 신규 유전자들을 제시했다고 8일 밝혔다.

파킨슨병은 60세 이상 인구의 1.2% 이상 발병하는 흔한 퇴행성 뇌 질환이다. 급격한 인구 고령화에 따라 전 세계적으로 발병률이 증가하고 있다. 2040년 약 1420만 명의 환자가 발병할 것으로 예측되고 있다. 현재 파킨슨병의 다양한 발병 원인이 명확하게 규명되지 않은 상황이다.

단일세포 후성유전체 지도 분석을 통한 파킨슨병 연관 분자기전 규명. 그림출처=KAIST 제공

연구팀은 비정상적으로 발생하는 후성 유전학적 특징들이 파킨슨병 발병에 관여하는 것을 최초로 확인했다. 최신 개발된 단일세포 유전체 기술과 3차원 후성 유전체 기술을 접목해 신경세포뿐 아니라 뇌 환경 유지에 주요한 역할을 하는 것으로 알려진 신경교세포 (희소돌기아교세포, 미세아교세포 등)의 후성유전적 변화들이 3차원 게놈 구조를 통해 파킨슨병 발병에 관여하는 것을 밝혔다. 이러한 비정상적인 후성유전학적 특징들은 파킨슨병의 원인 또는 진행에 관여하는 유전자 발현 조절에 핵심적인 역할을 한다. 이번 연구 결과는 차후 진단과 치료 연구에 중요한 단서를 제공하게 될 전망이다.

연구팀은 "단일세포 수준에서 환자 뇌 조직을 분석한 결과 기존의 신경세포에 국한된 연구에서 한발 나아가, 신경교세포 또한 파킨슨병에 중요한 역할을 할 수 있다는 단서를 제시하였다는 점에서 중요한 발견"이라며 "퇴행성 뇌 질환의 표적 발굴에 있어 3차원 후성유전체 지도 작성의 중요성을 보였기에 차후 다양한 복합유전질환 규명에도 중요하게 활용될 것"이라고 말했다

이번 연구 결과는 국제 학술지, ‘사이언스 어드벤시스(Science Advances, IF=14.14)'에 지난달 14일 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr