KAIST 의과학대학원 이정호 교수 연구팀이 미국 스탠리 의학 연구원(Stanley Medical Research Institute) 김상현 박사팀과 공동연구를 통해 후천적으로 발생한 뇌 특이적 체성 유전변이가 조현병(舊 정신분열증) 발병에 크게 기여하고 있음을 규명했습니다. 이번 연구는 'Biological Psychiatry'에 게재됐습니다.
후천적 뇌 돌연변이와 조현병의 연관성
조현병은 전 세계적으로 100명당 1명의 높은 비율로 발병되는 질환이지만, 근본적인 원인은 분명히 규명되지 않고 있습니다. 기존의 연구들은 조현병의 유전적 원인 규명을 위해 주로 환자의 말초조직인 혈액이나 침에서 돌연변이 연구를 진행했으나, 혈액이나 침에서는 조현병의 분자 유전학적 원인을 완벽하게 밝혀내지 못하고 있었습니다.
이에 연구팀은 혈액이나 침에서 검출되지 않는, 환자 뇌에서만 존재하는 뇌 특이 체성 유전변이(Somatic mutation)가 조현병의 병리에 영향을 미칠 가능성을 주목했습니다.
연구팀은 27명의 조현병 환자에게서 얻은 사후 뇌 조직에 '전장 엑솜 유전체 서열(Whole-exome sequencing) 기법'을 적용해 조현병 환자의 뇌에 존재하는 뇌 특이 체성 유전변이를 찾아냈습니다. 이를 위해 연구팀은 고심도 전장 엑솜 유전체 서열 분석기법을 통해 저빈도의 체성 유전변이를 정확히 찾아내기 위한 독자적 분석 파이프라인을 구축했습니다.
- 체성 유전변이 (Somatic mutation)
일반적으로 유전변이를 일컬을 때 많이 사용되는 생식유전변이(Germlmine mutation)과는 다르게, 체성 유전변이는 수정 후 발생하는 유전변이로서, 발생하는 시기에 따라 몸 전체에 존재할 수도, 특정 조직에만 존재할 수도 있습니다. 체성 유전변이가 특정 조직에서만 존재할 경우 혈액이나 침에서는 그 유전변이를 검출할 수 없습니다.
- 전장 엑솜 유전체 서열 (Whole-exome sequencing)
DNA의 영역 중 단백질을 암호화하는 부분인 엑손 영역의 염기서열만을 분석하는 겁니다. 엑솜은 전체 유전체의 약 1% 가량을 차지하고 있지만, 암호화된 단백질이 질병에 직접적인 영향을 미치는 확률이 높아 질병의 원인 유전자를 발굴하는 데에 효율적입니다.
또한 조현병 환자의 뇌 조직에서 발견된 뇌 특이적 체성 유전변이가 뇌 신경 정보 교환 및 신경 발달에 중요한 역할을 하는 유전자상에 주로 분포하는 것을 발견, 환자의 뇌 체성 유전변이가 뇌 신경회로를 망가뜨려 조현병의 원인이 될 수 있음을 보였습니다.
논문의 주저자인 김명희 박사는 "우리 주변에서 흔히 발견되지만, 원인이 분명하지 않아 배척돼 온 조현병의 원인 규명에 한 발짝 다가갈 수 있어 기쁘다"며 "이번 연구를 기반으로 조현병의 발병 원인이 더 분명해져 환자뿐 아니라 그 주변 사람들까지 질병으로 인한 고통에서 벗어날 수 있게 되면 좋겠다"고 말했습니다.
연구팀의 발견은 조현병의 발병에 체성 유전변이가 중요한 역할을 하고 있음을 밝혀내 조현병의 새로운 발병 원리를 규명함과 동시에, 조현병 연구에 새로운 틀을 제시함으로써 향후 다른 신경정신질환의 연구에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 연구팀은 KAIST 교원 창업 기업인 소바젠과 협력을 통해 뇌 체성 돌연변이 연관 조현병 환자 진단과 치료법 개발을 진행할 계획입니다.
##참고자료##
