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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 15-101 

유전자치료를 이용한 시력 보존 가능성 제안

◇ 최근 미국의 대학 연구팀에서 눈실명을 일으키는 안과질환에 대한 유전자치료 효과를 개 모델에서 확인함에 따라 관련 내용 정리

■ 유전자치료를 통한 안과질환 치료 가능성 제기

 ○ 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립안연구소(National Eye Institute) 지원을 받은 연구를 통해 유전자치료로 후기 색소성 망막염을 가진 개의 시력을 보존
  - 펜실베니아 대학과 플로리다 대학의 공동연구팀은 눈에서 상당한 정도로 세포가 소실된 후*에도 유전자치료가 적용 가능하다는 점을 최초로 규명
    * 지금까지의 동물실험에 따르면 이러한 안과질환의 유전자치료는 질환의 초기 단계에서만 효과가 있는 것으로 알려짐
  - 현재까지 치료법이 없고, 실명을 일으키는 안과질환을 가진 환자들을 위한 유전자치료가 임상시험에 진입할 수 있는 필수적인 기반을 제공

 ○ 줄기세포 또한 색소성 망막염 등 안과질환 치료제로서 많이 연구되는 추세
  - 배아줄기세포*, iPSC**를 이용한 안과질환에 대한 줄기세포치료제는 이미 인체를 대상으로 한 임상시험이 진행 중
    * 인간배아줄기세포 유래 치료제의 스타가르트병과 노인성 황반변성 환자 대상 미국 임상1상 성공(차바이오텍/미국ACT사, 2014.10)
   ** iPSC 유래 노인성 황반변성 환자 대상 세계 최초 임상1상 실시(일본 Riken, 2014.9)

★ 망막 변성을 일으켜 실명을 초래하는 색소성 망막염(Retinitis Pigmentosa)

◈ 색소성 망막염은 눈 후면에 위치한 망막의 변성을 일으키는 흔한 유전질환
   ☞ 이 질환은 약 4천명 당 한명 꼴로 발생하며, 이 중 10∼20%는 주로 남성들에게 영향을 미치는 X염색체 연관 색소성 망막증으로, 매우 심각한 형태
   ☞ X염색체 연관 색소성 망막증은 10세 이내에 야맹증을 일으키며, 45세까지 점진적인 시력 상실을 야기하여 최종적으로 실명을 초래
 ◈ X염색체 연관 색소성 망막증을 지닌 사람의 약 70%는 광수용체를 유지하는데 필수적인 색소성 망막증 GTPase 조절 단백질(RPGR, retinitis pigmentosa GTPase regulator) 유전자의 기능을 파괴하는 돌연변이 보유
   ☞ 광수용체들은 망막에서 빛을 흡수하여 뇌로 전달될 수 있는 전기적인 신호 전환 역할을 수행하지만, 이 질환은 두 가지 광수용체*에 모두 악영향을 미침
    * rods : 어둠 또는 어두운 빛 속에서 사물을 볼 수 있도록 하는 광수용체
  cones : 자세한 모습과 색깔을 볼 수 있도록 하는 광수용체

■ 연구의 주요 내용

 ○ RPGR(retinitis pigmentosa GTPase regulator) 돌연변이 영향을 극복하기 위해 RPGR 정상 유전자를 인체에 무해한 것으로 알려진 아데노 바이러스(Adeno-associated virus)*에 삽입
    * 이 바이러스는 RPGR 단백질을 생산할 수 있는 유전자를 실어 망막세포에 전달
  - 연구자들은 잡종견들에게서 자연적으로 발생하는 RPGR X염색체 연관 색소성 망막염을 가진 개에서 유전자치료를 진행
    * 실험 결과는 미국 국립과학원회보 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재

 ○ 연속적인 이미징 분석 결과, 유전자치료에 의해 광수용체가 위치한 망막층이 얇게 변하는 과정과 질환에서 흔하게 관찰되는 변성이 중단됨을 확인
  - 면역표시기법(immunolabeling) 결과, 연구자들은 치료를 하지 않은 눈과 비교 시 유전자치료를 실시한 눈에서 rod 및 cone 광수용체의 구조가 개선되고 잘 보존된 것을 확인
    * 또한 망막으로부터의 전기신호 또한 유전자치료가 세포 기능을 보존했음을 증명
  - 전체적으로 이번 연구를 통한 발견들은 유전자치료가 질환에 따른 세포 파괴를 최소 연구기간인 2.5년간 정지시켰음을 확인

 ○ 질환 후기 단계의 개들에서도 유전자치료는 망막 두께 손실을 정지시키고 생존한 광수용체들의 구조 또한 보존
  - 반면 치료를 하지 않은 눈은 지속적으로 망막의 두께 및 광수용체 기능을 상실한 것으로 조사
    * 장애물 코스 및 미로에서의 어두운 조건 속 시각 행동도 치료를 받지 않은 눈에 비해 치료를 받은 눈을 활용한 개들에게서 통계적으로 유의미하게 우월하였음

 ○ 이 연구의 공동 연구책임자인 펜실베니아 대학 Gustavo Aguirre 박사와 William Beltran 박사는 이 치료가 사람에서 검증되기 전에 안전성과 독성 평가에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 언급
  - 현재 연구팀은 향후의 임상시험을 준비하기 위해 RPGR 돌연변이를 갖는 환자들에 대한 평가를 진행 중

 출처 : NIH, Gene therapy staves off blindness from retinitis pigmentosa in canine model, 2015.10.