바이오인

핵심내용

상세내용

연   구   결   과   개   요

□ 연구배경

○ 뇌신경행동 관련 치료제 개발은 세계적으로도 매우 어려운 분야이며, 간질(뇌전증)의 경우에도 현재 원인치료는 불가능하며, 대안으로서 항경련제, 근이완제 등을 병원에서 주로 처방하고 있는 실정이다.

○ 최근 대규모 환자유전체 정보분석기술(NGS/GWAS)의 발달로 인하여 간질의 원인유전자 규명이 가능해짐으로써, 간질 연구 및 치료용 신약개발의 세계적 패러다임이 완전히 변하고 있다.  

□ 연구내용

○ 본 연구는 X염색체 연관인 간질 및 지적장애 증상을 가지는 희귀유전질환인 Miles-Carpenter syndrome(MCS, 1991년 최초의 환자증상 보고)의 원인유전자를 밝히고, 세계 최초로 그 분자기전을 규명하였다.

○ 특히 본 연구는 미국 그린우드 유전학연구소와의 국제공동연구(Dr. Charles E. Schwartz)로 진행되었으며, MCS환자 가계를 대상으로 대규모 환자유전체 정보분석기술(NGS/GWAS)을 바탕으로 MCS 후보유전자(ZC4H2)를 발굴하였다. 

○ 또한, MCS 후보유전자에 대한 생물학적인 검증을 위하여 세계적인 유전자 녹아웃 신기술인 ‘유전자가위기술’를 활용하여 질환모델동물(마우스, 제브라피쉬)의 제작에 성공하였다. 

○ 질환모델동물과 수백종의 유전자마커를 이용한 기능분석 연구에 성공하여, 발병의 원인이 간질 발병기전의 최상위(up-stream)에 위치한 GABAergic inhibitory interneuron의 생성에 있음을 세계 최초로 밝혔다.  

○ 신경의 종류는 크게 감각신경, 운동신경, 연합신경으로 나뉘는 데, 인간의 뇌는 대부분 연합신경으로 이루어져 있으며, 다양한 종류의 연합신경의 생성과 분화에 대한 분자기전에 대한 연구는 세계적으로도 아직 시작단계에 불과하다. 본 연구의 GABA성 연합신경의 생성기전에 대한 연구성과는 생물학적 기초연구 분야에서도 매우 중요한 의미를 가진다. 

□ 연구성과의 의미

▶ 간질에 대한 분자수준의 연구는 세계적으로도 시작단계에 불과하고, 발굴된 분자타겟 및 질환모델동물은 치료제 개발 및 원천기술로 활용 

○ 현재까지 세계적으로도 간질 연구를 위한 유전적인 질환모델동물이 알려진 것이 거의 없으며, 본 연구를 통하여 얻어진 녹아웃 동물모델은 시급히 국내 간질 치료제 연구개발에 적극적으로 보급, 활용되어지기를 바란다. 앞으로 간질 관련 전문임상연구진, 치료제 개발기업들과의 협력연구를 통하여 신규 간질 분자타겟 및 동물모델에 대한 임상 및 신약개발 차원에서의 빠른 검증과 함께 실전에서의 활용이 절실하다. 

○ 특히, MCS환자에서 보여지는 지적장애, 운동장애, 그리고 관절만곡증의 다양한 신드롬의 근본적인 원인이 억제성 GABA 신경신호전달의 부재에 따른 것이고, 그에 따라 초기에는 매우 심한 소아성 간질 증상을 나타내며, 그리고 지적장애, 운동장애, 관절만곡증 등은 부차적으로 형성된다는 구체적인 병인의 기전을 밝히게 되었다.

○ 본 연구를 통해 확보된 간질의 새로운 분자타겟 및 질환모델동물을 이용하여, 간질의 유전자진단 바이오마커, 새로운 간질치료제의 탐색, 약효평가 및 검증을 위한 상용화기술 개발이 가능하다. 

▶ 자폐증 환자의 1/3이 간질을 동반하는 경우가 많음 

○ 자폐증 환자의 1/3이 간질을 동반하는 경우가 많으며, 관련된 지적장애, 자폐증의 연구모델 및 운동장애 이상인 근위축증 (루게릭병), 관절만곡증, 파킨슨병의 기전연구에서의 활용도 기대된다.

○ 본 연구진은 향후 국내에서 본격적인 자폐연구를 위하여 최근 관련 연구자들의 모임을 구성하였다 (자폐프리즘연구회, http://cafe.daum.net/autism-prism)

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