한국-영국 공동 연구팀이 전두엽 치매 및 루게릭병의 인지행동 장애를 일으키는 원인을 규명하고, ‘퇴행성 뇌 질환 동물 모델 인지행동 평가 기술’을 개발했다.
연세대학교 김어수 교수팀과 영국 케임브리지 대학 및 런던 킹스 대학 연구팀은 ‘TDP-43’ 유전자 돌연변이가 전두엽 치매나 루게릭병과 관련된 뇌 행동 기능 이상을 초래한다는 사실을 밝혀냈다.
사진을 보고 있는 노인
기존 연구에서는 TDP-43 돌연변이가 전두엽 치매와 루게릭병의 원인 및 퇴행성 뇌 질환을 일으킨다고 알려져 있었으나, 인지행동 장애를 일으키는 원인에 대해서는 알려진 바가 없었다.
연구팀은 유전자 가위(CRISPR) 기술을 활용해 전두엽 치매 및 루게릭병을 앓고 있는 환자의 TDP-43 유전자 돌연변이를 쥐의 뇌에 이식한 후 유전자 변화를 관찰했다. 그 결과 TDP-43 유전자의 DNA 염기서열 중 하나의 변화가 유전자 자기조절 기능에 고장을 일으켜 단백질을 과잉 발현시키는 것으로 나타났다. 또한 이러한 기능 이상이 전두엽 치매나 알츠하이머 치매와 관련된 다른 유전자들의 발현 이상을 초래한다는 사실이 확인됐다.
연구팀은 이와 같은 유전자 변화가 치매 증상으로 나타나는지를 확인하기 위해 영국 케임브리지 대학이 개발한 터치스크린 인지행동평가시스템을 사용해 TDP-43 유전자 돌연변이를 이식한 쥐의 인지행동을 분석했다.
분석 결과, 실제 전두엽 치매 환자의 집중력 및 기억력 장애와 같은 증상을 보이는 것을 확인했으며, 전두엽에서 뇌 활성을 조율하는 파브알부민(parvalbumin) 신경세포 수가 현저히 줄어든 사실을 발견했다.
김어수 교수는 "이번 연구를 통해 퇴행성 뇌 질환 치료 후보물질의 효과를 더욱 정확히 예측하고, 더 나아가 신약 개발까지 이어질 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.
이번 연구결과는 신경과학 분야 학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’ 온라인판에 게재됐다.
