“0.1% 돌연변이 세포로도 뇌질환 발생…타깃 치료제 개발에 접목”

0.1% 이하의 돌연변이 세포로도 뇌 질환이 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 연구 결과는 돌연변이 세포를 정밀 타깃으로 치료제를 개발하는 데 접목·활용될 예정이다.

KAIST는 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 극미량 돌연변이 신경세포로도 뇌 전체 기능 이상을 유발해 뇌전증 발작이 발생할 수 있음을 규명했다고 9일 밝혔다.

이정호 교수. KAIST 제공

연구팀은 뇌세포 특이적 돌연변이(뇌 체성 모자이시즘)에 의한 소아 난치성 뇌전증 동물 모델과 환자 뇌 조직 연구로 난치성 뇌전증의 돌연변이 유전자 진단에 새로운 기준을 마련, 극미량의 돌연변이 신경세포가 다양한 뇌 질환 유발에 관여할 수 있음을 밝혔다.

연구는 얼마나 적은 수의 세포에서 특정 유전자 모자이시즘이 누적됐을 때, 전체 뇌 기능 이상을 유도하는 뇌 질환 발생으로 이어지는가에 대한 답을 찾기 위해 수행됐다.

연구팀은 실험용 쥐의 뇌 조직에 뇌전증 유발 체성 모자이시즘(Somatic Mosaicism)을 최소 수백 개에서 최대 수만 개의 세포에 유발했다. 이때 8000~9000개 수준의 돌연변이 신경세포가 나타날 때부터 실험용 쥐가 뇌전증 발작을 일으키고, 관련된 병리가 나타남을 관찰했다.

또 난치성 뇌전증 환자 뇌 조직에서 대용량 유전정보 증폭 시퀀싱을 수행해(ultra-high depth amplicon sequencing) 정확한 변이 모자이시즘 비율을 측정하고, 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 있고, 아직 원인이 밝혀지지 않은 난치성 신경 정신의학적 질환이 뇌의 발생과 분화 과정에서 일어나는 극소량의 미세 돌연변이와 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

이번 연구는 국소 피질이형성증의 진단법 향상과 체성 모자이시즘에 의한 뇌 질환 원인 발견에 중요한 기초를 마련할 것으로 연구팀은 내다본다. 국소 피질이형성증은 뇌 발달 과정 중 대뇌 피질에 국소적으로 신경세포 이상이 발생하는 질환으로 기존 항뇌전증 약물에 전혀 반응하지 않는 소아 난치성 뇌전증을 일으키는 가장 중요한 원인으로 알려졌다.

이번 연구 성과는 KAIST 교원 창업 기업인 소바젠㈜을 통해 난치성 뇌전증 환자의 체성 모자이시즘 변이를 정밀 타깃으로 하는 혁신 RNA 치료제 개발에도 이용될 예정이다.

한편 이번 연구는 서경배과학재단, 한국연구재단, 보건산업진흥원 사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 지난달 25일 세계적 신경 의학 학술지 ‘브레인(Brain)’에도 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr