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제목 [기본] 전두엽 치매·루게릭병 일으키는 ‘인지행동 장애 유전자’ 발견 등록일 2018.03.29 09:32
글쓴이 메디어트 조회 67

□ 국내 연구진이 영국의  공동 연구팀과 함께  “전두엽 치매* 및 루게릭병**의 인지행동 장애를 일으키는 원인을 규명하고, 퇴행성 뇌질환 동물모델 인지행동 평가기술을 개발했다.

    *  전두(측두)엽 치매(FTD) : 치매의 일종으로 뇌의 전두엽 및 측두엽이 퇴화되고 신경세포가 상실되는 장애. 기억력 감퇴가 큰 알츠하이머치매에 비해 성격, 행동, 언어 장애, 근육위축 등이 발생함
   **  루게릭병(근위축성측색경화증) : 운동신경세포가 선택적으로 파괴되어 근육이 딱딱해지고 종래에는 온 몸을 자유자재로 움직일 수 없게 되는 질병

 ○ 보건복지부(장관 박능후)는 연세대학교 김어수 교수팀과 영국  케임브리지 대학 및 런던 킹스 대학 연구팀과 함께 “TDP-43* 유전자 돌연변이가 전두엽 치매나 루게릭병과 관련된 뇌행동 기능 이상을 초래한다.”고 밝혔다.

     * TDP-43(transactive response DNA binding protein 43 kDa, TARDBP)  : 사람에서 TARDBP 유전자에 의해 암호화되는 단백질로, 중추신경계 내 신경세포에서의 mRNA 안전성, 수송 및 국소 번역을 조절


□ 최근 뇌 연구자들 사이에서는 고령화 사회에서 많은 문제를 낳고 있는 전두엽 치매와, 근육 마비가 온몸으로 퍼지는 루게릭병의 주요 원인인 ‘TDP-43’에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

○ 기존 연구에서는 TDP-43 돌연변이가 전두엽 치매와 루게릭병의 원인 및 퇴행성 뇌질환을 일으킨다고 알려져 있었으나, 인지행동 장애를 일으키는 원인에 대해서는 아직까지 알려진 바가 없다.


□ 연세대학교 연구팀은 유전자 가위(CRISPR)* 기술을 활용하여, 전두엽 치매 및 루게릭병을 앓고 있는 환자의 TDP-43 유전자 돌연변이를 쥐의 뇌에 이식한 후 유전자 변화를 관찰하였다.

    * 유전자 가위(CRISPR) 기술 : 동식물 유전자에 결합해 특정 DNA부위를 자르는데 사용하는 인공 효소로 유전자의 잘못된 부분을 제거해 문제를 해결하는 유전자 편집 (Genome Editing) 기술


○ 그 결과, TDP-43 유전자의 DNA 염기서열 하나의 변화가 유전자 자기조절 기능의 고장을 일으킴으로써 단백질의 과잉발현을 초래하는 것으로 나타났다.

  - 이러한 기능 이상은 전두엽 치매나 알츠하이머 치매와 관련된 다른 유전자들의 발현 이상을 초래한다는 것을 확인했다.


○ 또한, 이러한 유전자 변화가 치매 증상으로 발현되는지를 확인하기 위해 영국 캠브리지 대학이 개발한 터치스크린 인지행동평가시스템*을 사용하여 TDP-43 유전자 돌연변이를 이식한 쥐의 인지행동을 분석했다.
 
    * 인지행동평가시스템 : 영국 캠브리지대학  연구팀이 개발한 터치스크린 기반 인지행동평가시스템으로, 사람에서 실제 시행하고 있는 다양한 인지행동검사 항목을 동물 실험에서도 검사할 수 있음

 

○ 분석 결과, 실제 전두엽 치매 환자의 주의 집중력 장애 및 기억력 장애와 동일한 증상을 보이는 것을 확인하였으며, 전두엽에서 뇌활성을 조율하는 ‘파브알부민(parvalbumin)* 신경세포 수가 현저히 감소한 사실을 발견하였다.

    * 파브알부민(Parvalbumin) : 저분자량(일반적으로 9-11 kDa)의 칼슘 결합 알부민 단백질로, 파브알부민을 발현하는 뉴런의 기능변화는 알츠하이머병, 노인성 인지기능 저하와 연관 있음.


□ 연세대학교 김어수 교수는 "이번 연구를 통해 퇴행성뇌질환 치료 후보물질 효능과 효과성을 보다 정확히 예측하고 더 나아가 신약개발까지 이어질 수 있을 것으로 기대된다.”고 설명했다.

 ○ 이번 연구는 보건복지부 질환극복기술개발사업(한‧영국제협력연구)의 공동연구실(Joint-lab) 지원으로 진행되었으며, 신경과학분야의 최고권위 전문학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’ 온라인판(3월 19일자)에 게재되었다.


※ 게재 논문 정보
- 저널명 : Nature Neuroscience (IF 17.839)
- 논문명 : TDP-43 gains function due to perturbed autoregulation in a Tardbp knock-in mouse model of ALS-FTD
- 저자정보 : Matthew White, 김어수(공동 제1저자)
            Jemeen Sreedharan(교신저자)