바이오인

진동에 대한 드문 알레르기의 유전적 원인을 규명

“이번 연구의 발견들은 어떻게 알레르기 반응이 발생하는지에 대한 우리의 지식을 추가하면서 비만 세포 생물학의 아주 흥미로운 새로운 측면을 밝혀냈다”

- NIAID 책임자 Anthony S. Fauci 박사

□ 국립보건원의 과학자들은 진동 두드러기라고 알려지기도 한 진동에 의해 유도되는 유전적인 발진의 드문 형태에 원인이 되는 유전적 돌연변이를 규명

  ㅇ 달리기, 손뼉치기, 타월로 닦기 또는 심지어 덜컹거리는 버스를 타는 것으로도 이 희귀 질환을 가진 사람들에게서는 일시적인 피부 두드러기를 일으킬 수 있음

  ㅇ 영향을 받은 가족들을 연구함으로써 연구진들은 어떻게 진동이 염증 유발 화학물질을 면역 시스템의 비만세포로부터 방출되는 것을 촉진하여 두드러기와 다른 알레르기 증상을 일으키는 지를 발견

□ 2월 3일자 New England Journal of Medicine에 온라인으로 게재된 그들의 발견은 이러한 형태의 진동 두드러기를 갖는 사람들은 진동에 대한 정상적인 세포 반응의 과장된 형태를 경험하는 것임을 제안

  ㅇ 이 연구는 미 국립보건원 산하의 국립 알레르기 및 감염 질환 연구소(NIAID)와 국립 인간 유전체 연구소(NHGRI)의 연구자들이 주도

□ NIAID의 책임자인 Anthony S. Fauci 박사는 진동 두드러기와 같은 희귀 질환에 대한 조사는 어떻게 면역 시스템이 기능하는지 그리고 어떻게 특정한 자극에 반응하여 경미한 것부터 심각한 것까지 넓은 범위의 알레르기 증상을 일으키도록 반응하는지에 대한 중요한 통찰력을 제공한다고 언급

□ 이 연구의 공저자이자 NHGRI의 기관연구프로그램의 과학 책임자인 Dan Kastner 박사는 이번 연구는 의학적 미스터리의 핵심에 도달하기 위한 임상의사, 유전학자 및 기초 면역학자들이 포함된 다학제 연구팀의 능력을 보여준다고 강조

  ㅇ 또한 이번 연구는 새로운 유전체 기술의 엄청난 잠재력을 강조한다고도 언급

□ 피부 진동 장소에서의 가려운 적색 자국에 더해서 진동 두드러기를 지닌 사람들은 때때로 홍조, 두통, 피로, 흐릿한 시력 또는 구강 내 금속 맛 등을 경험

  ㅇ 환자들에게서 대개 증상들은 한 시간 이내에 사라지지만 하루에도 여러 번의 증상발현을 경험하기도 함

□ 최근 연구에서는 다세대에 걸쳐 진동 두드러기를 경험한 3 가족들을 대상으로 포함

  ㅇ NIH 연구진은 물리적 자극에 의해 유도되는 두드러기를 조사하는 진행형 임상 절차에 따라 첫 번째 가족을 평가

□ 피부나 다른 조직에 있는 비만 세포들은 탈과립이라고 알려진 과정에 따라 특정한 자극에 반응하여 혈류와 주변 조직에 히스타민과 다른 염증성 화학물질을 분비

  ㅇ 진동 두드러기에 잠재적인 비만 세포 관여를 평가하기 위해서 연구자들은 진동에 의해 유도된 두드러기 증상 발현 동안 혈액 내 히스타민 농도를 측정

  ㅇ 진동에 반응하여 급속히 상승했다가 한 시간 정도 후에 감소하는 히스타민 농도는 비만 세포들이 분비하였음을 보여줌

  ㅇ 연구진들은 또한 영향을 받은 지역 주변의 피부에서 비만 세포 탈과립의 다른 지표인 증가한 트립타제를 관찰

□ 이번 연구의 수석 저자인 NIAID 알레르기 질환 실험실의 Hirsh Komarow 박사는 특히 진동에 노출되었지만 영향을 받지 않은 개인의 피부에 있는 비만세포들로부터도 약간 증가한 혈중 히스타민 농도와 트립타제의 일부 분비를 관찰하였다고 언급

  ㅇ 이는 대부분의 사람들에게서 증상을 일으키지 않는 진동에 대한 정상적인 반응이 진동 두드러기의 이러한 유전되는 형태를 지닌 환자들에게서는 과장되어 있음을 의미한다고 강조

□ NIH 연구진은 첫 번째 가족의 증상들이 1981년 예일대 연구진에 의해 기술된 다른 가족들의 것과 일치하는 것을 파악

  ㅇ 예일대와의 협력을 통해 NIH 연구진은 그 가족의 25명의 DNA 샘플을 확보

  ㅇ 두 가족 구성원들은 평가를 위해서 국립보건원으로 왔으며 그들은 유사한 증상을 지닌 세 번째 가족과 과학자들이 접촉하도록 하였음
 

□ 질환의 유전적인 기초를 확인하기 위해서, 과학자들은 3가족들로부터 영향을 받거나 받지 않은 구성원 36명에 대하여 DNA 염기서열 분석을 포함한 유전적인 분석을 실시

  ㅇ 진동 두드러기를 가진 가족 구성원들에게서는 공통적으로 공유되지만 영향을 받지 않은 구성원들에게서는 나타나지 않는 ADGRE2 유전자의 단일 돌연변이를 발견

  ㅇ 과학자들은 3가족과 유사한 유전적인 계통을 가진 1,000명 이상의 영향을 받지 않은 개인들로부터 확보한 DNA나 변이 데이터베이스에서 ADGRE2 돌연변이를 발견할 수 없었음

□ 이번 연구의 공저자이자 NIAID 알레르기 질환 실험실 책임자인 Dean Metcalfe 박사는 이번 일은 우리가 아는 범위 내에서는 기계적인 자극에 의해 유발되는 비만 세포 중개 두드러기의 유전적 기초의 최초 발견이라고 언급

□ ADGRE2 유전자는 비만세포를 포함한 여러 가지 형태의 면역세포들의 표면에 존재하는 ADGRE2 단백질의 생산을 위한 지령을 제공

  ㅇ ADGRE2는 2개의 아단위(서브유닛)으로 구성되어 있는데 베타 서브유닛은 세포의 외부막 내에 위치하고 알파 서브유닛은 세포의 표면 바깥 쪽에 위치

  ㅇ 정상적으로는 이들 두 개의 서브유닛들은 서로 가깝게 존재하면서 상호작용

□ 가족성의 진동 두드러기를 지닌 사람들은 이러한 서브유닛 상호작용이 덜 안정적인 돌연변이된 ADGRE2 단백질을 생산

  ㅇ 진동 후, 돌연변이 단백질의 알파 서브유닛은 더 이상 베타 서브유닛과 가까운 접촉이 불가능

  ㅇ 알파 서브유닛이 베타 서브유닛으로부터 떨어졌을 때, 연구진들은 베타 서브유닛이 비만 세포 내에서 두드러기나 다른 알레르기 증상들을 일으키는 탈과립으로 이끄는 신호를 생산한다고 제안

□ ADGRE2 서브유닛 상호작용이 특정한 물리적 자극에 반응하여 비만세포 내에서 중심적인 역할을 수행한다는 점은 비만세포가 관여된 다른 질환들에서도 관련이 있을 가능성을 시사

  ㅇ 다음으로 과학자들은 진동 후 알파 서브유닛에 무엇이 발생했는지와 탈과립을 이끄는 세포 신호전달을 밝히기 위한 연구를 진행할 계획

  ㅇ 또한 그들은 질환을 추가적으로 연구하고 ADGRE2 및 다른 유전자들의 추가적인 돌연변이들을 연구하기 위해서 진동 두드러기를 지닌 보다 많은 가족들을 모집할 예정

□ 이번 연구는 미 국립보건원 산하 NIAID, NHGRI 및 국립 암 연구소가 연구비를 지원

★ 국립 알레르기 및 감염성 질환 연구소

    - 미국과 전세계에 걸쳐 감염성 및 면역 관련 질환의 원인을 연구하고 이들 질환을 예방, 진단 및 치료하기 위한 보다 나은 방법을 개발하기 위해 연구를 수행하고 지원

    - 뉴스 등 NIAID 관련 자료는 웹사이트에서 찾을 수 있음

★ 국립 인간유전체 연구소(NHGRI)

    - 미 국립보건원의 27개 연구소 및 센터 중 하나

    - NHGRI 외부 연구 프로그램은 전국에 걸쳐 연구, 연수 및 경력개발을 위한 연구비를 지원

    - NHGRI에 관한 추가적인 정보는 www.genome.gov를 참조

★ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성
 - 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구
 - 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov 방문 요망

【참고문헌】

SE Boyden et al. Vibratory urticaria associated with a missense variant in ADGRE2. New England Journal of Medicine DOI: 10.1056/NEJMoa1500611 (2016).

* 출처 : 보도자료(2016년 2월 3일)
        (http://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-scientists-discover-genetic-cause-rare-allergy-vibration)

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