CYFIP2 발현 줄어든 마우스, '뇌전증 증상 유발하는 약물'에 민감하게 반응
한기훈 교수팀 "지적장애, 뇌전증 치료법 개발에 활용 기대"
논문, '뇌신경학분야 권위학술지'에 게재
[보건타임즈] 지능 발달의 장애로 학습과 일상생활의 어려움을 겪는 지적장애와 의식 소실, 발작 등이 동반되는 뇌전증(간질)은 뇌 기능 이상으로 초래되는 대표 질환이다.
현재까지 지적장애, 뇌전증 발병과 연관된 다수의 유전자 변이가 보고됐으나, 이들이 뇌 기능 이상을 초래하는 구체적 기전이 규명된 바가 그다지 많지 않다.
고려대학교 의과대학 뇌신경과학교실 한기훈 교수, 서울대학교 치의학 대학원 최세영 교수, 한국뇌연구원 이계주 연구그룹장은 마우스 모델을 활용한 공동연구를 통해 지적장애와 뇌전증을 유발하는 것으로 알려진 CYFIP2 유전자의 뇌 기능을 구체적으로 규명했다고 발표했다.
이번에 한 교수 연구팀은 환자 유전체 분석에서 CYFIP2 유전자의 변이가 지적장애, 뇌전증과 반복적으로 연관된다는 해외 연구사례에 주목, 이를 이번 연구에 활용했다.
연구팀은 먼저 CYFIP2의 발현이 감소한 마우스 모델을 제작, 임상에 사용했다.
이를 통해 기억, 의사결정, 공감 능력, 감정조절 등과 관련이 있는 뇌 내측 전두엽 피질 영역에서 나타나는 변화를 조사했다.
분석 결과, 다양한 신경세포 중 제5층(Layer 5) 신경세포에서 선택적으로 변화가 있음을 발견해냈다.
CYFIP2의 발현이 줄어든 마우스의 제5층 신경세포는 정상 마우스의 신경세포보다 시냅스의 크기가 커져 있는 데다 신경세포의 흥분성이 과도하게 증가했다.
신경세포의 흥분성 증가는 뇌전증의 주된 원인 중 하나로 알려져 있다.
실제로 CYFIP2의 발현이 줄어든 마우스는 뇌전증 증상을 유발하는 약물에 훨씬 민감하게 반응했다는 게 연구팀의 설명이다.
또 연구팀은 리튬 약물이 양극성 장애(조울증)와 X염색체에 존재하는 유전자 이상으로 생기는 지적장애 질환인 취약X증후군(Fragile X syndrome) 등의 뇌 질환 증상을 개선한 점에 주목해, CYFIP2의 발현이 감소한 마우스에 리튬의 효과를 확인했다.
이 결과, 내측 전두엽 피질 제5층 신경세포에서 과도하게 증가했던 흥분성뿐만 아니라, 뇌전증 유발 약물에 대한 민감성과 행동학적 이상 등이 모두 정상 수준으로 회복됨을 확인했다.
이 연구결과는 CYFIP2 유전자의 뇌 기능을 구체적으로 규명함과 동시에, CYFIP2 유전자 변이 때문에 초래되는 지적장애와 뇌전증 증상의 치료법 개발에도 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이 연구는 한국연구재단 신진연구지원사업, 중견연구지원사업, 뇌과학원천기술개발사업, 한국뇌연구원 기관 고유사업의 지원을 받아 수행됐다.
이를 다룬 연구논문은 'CYFIP2 유전자 결손이 리튬 반응성 전전두엽 기능 장애를 유도(원제: Haploinsufficiency of Cyfip2 Causes Lithium-Responsive Prefrontal Dysfunction)'이란 제목으로 임상 신경학 분야 상위 5%, 신경과학 분야 상위 10% 이내의 국제 저명 학술지 신경학 연보(Annals of Neurology, IF=9.037) 6월 20일 자 온라인판에 게재됐다.
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