서울대 자폐성 장애 원인 유전자의 새로운 신경기능 저해 기전 규명

[베리타스 알파=유재명 기자] 연평균 8%씩 환자수가 증가하고 있는 자폐증 등 뇌발달장애는 완벽한 기전 및 치료법이 알려지지 않아 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 최근까지 자폐성 뇌발달장애는 대부분 다양한 유전자들의 돌연변이에 의한 신경세포의 시냅스 구조변이가 발병 원인으로 보고돼 왔다고 29일 전했다.

최근 연구 결과에서 시냅스 구조형성  조절 유전자가 아닌 신경전달물질 분비에 관여하는 단백질의 돌연변이가 자폐성 뇌발달장애의 원인으로 보고됐으나 단백질들의 돌연변이가 어떤 기전을 통해 신경전달물질 분비를 저해해 자폐증에서 발견되는 신경기능저하를 유도하는가는 전혀 알려져 있지 않았다.

서울대 의과대학 장성호 교수 연구팀은 자폐증 원인 단백질로 알려진 SCAMP5와 NHE6가 직접적 상호작용을 통해 뇌신경세포의 신경전달물질 분비를 조절한다는 기전을 규명했다. 뇌신경세포에서 두 단백질 간 상호작용의 억제 시 흥분성 신경세포의 신경전달물질인 글루타메이트의 분비량이 현저히 감소해 시냅스의 신경신호전달 및 생리학적 기능에 심각한 문제를 초래했다. SCAMP5와 NHE6 단백질의 돌연변이를 가진 자폐성 뇌발달장애 환자들에게서 나타나는 신경기능이상이 두 단백질의 직접적 상호작용이 방해돼 발생하는 문제임을 시사했다.  기존에는 서로 관련이 없는 것으로 알려졌던 두 가지 자폐증 원인 단백질들이 실제로는 대뇌 신경세포에서 직접적 상호작용을 통해 신경전달물질 분비조절에 관여한다는 것이 밝혀졌으며, 이는 차후 자폐성 발달장애에 관여하는 다양한 단백질들의 기능을 개별적이 아닌 통합적인 측면으로서 연계연구를 통해 공통 기전을 규명해야 한다는 점을 제시하는 중요한 연구이다.  

유전체 연구에서 밝혀진 다양한 자폐성 신경발달장애 관련 유전자들의 기능이 직간접적으로 연결돼 뇌신경세포의 신경신호 전달 기능을 통합적으로 조절한다는 점을 제시해 자폐증을 비롯한 여러 뇌발달장애 발병 기전을 새로운 시각에서 이해하는데 크게 기여하는 연구이다. 본 연구에서 규명된 SCAMP5와 NHE6는 자폐증 뿐만 아니라 다양한 신경발달장애 신경정신질환 신경퇴행성질환과도 연관이 있는 단백질로 알려져 있다. NHE6는 알츠하이머병과 관련된 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 생성 과정 발현 위치  제거 기전에도 중요하게 관여돼 있는 것으로 알려져 있어 자폐증과 알츠하이머병의 연관성을 규명하는 연구에도 중요한 단서를 제공할 것이다.

이번 연구(교신저자 : 장성호 교수, 제1저자 : 이웅휘 대학원생)는 한국연구재단 과학기술분야기초연구사업-중견연구 뇌과학원천기술개발사업 서울대병원 의-치학 융합연구사업의 지원을 받아 수행됐고 권위있는 국제학술지인 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)에 28일 자로 공개됐다.