루게릭병, 전두측두엽치매와 같은 퇴행성 신경계질환의 원인 유전자로 알려진 ‘ANXA11’의 유전자 돌연변이가 퇴행성 신경계질환을 발생시키고, 비가역적으로 병을 진행하게 만든다는 것이 규명됐다.

한양대학교병원 신경과 김승현 교수팀은 한국인 루게릭병 환자 500명을 대상으로 단백질 합성과 관련된 정보를 담고 있는 전장 엑솜 시퀀싱(Whole Exome Sequencing)을 수행하여 칼슘결합단백질로 알려져 있는 ‘ANXA11’ 유전자의 돌연변이가 신경세포 내 스트레스 과립의 형성 및 풀림 반응에 의해 퇴행성 신경계질환을 발생시키고, 비가역적으로 진행하게 만든다는 것을 밝혀냈다.
또 ‘ANXA11’ 유전자 돌연변이가 신경세포 내에서 다른 루게릭병 원인 단백질로 밝혀진 RNA-결합단백질(FUS, hnRNPA1, EWSR1)과 함께 응집 및 축적되면서 비가역적인 반응에 의해 세포 내 비정상적인 칼슘 항상성 조절과 신경세포 사멸을 유도한다는 것도 규명했다.

김승현 교수는 “이번 연구결과 퇴행성 신경계질환의 발병과 관련 있는 것으로 밝혀진 ‘ANXA11’ 유전자 돌연변이가 질병을 발생하게 하고, 다른 루게릭병 원인 단백질들과 반응하여 세포 내 칼슘 조절 장애와 신경세포 사멸을 유도해 비가역적으로 질병을 진행하게 한다는 사실을 규명했다”며, “이같은 결과는 향후 루게릭병 등 퇴행성 신경계질환의 치료에 있어 단독 원인 유전자 치료보다 또다른 원인 단백질들을 같이 치료하는 복합치료로 접근하는 방법이 효과적이라는 근거가 마련됐다”고 말했다.

또 “향후 퇴행성 신경계질환 원인 단백질의 가역적/비가역적 기전을 밝히고 이를 조절할 수 있는 물질을 발굴해 루게릭병을 포함한 치매, 파킨슨병 등 퇴행성 신경계질환 연구 발전에도 큰 기여를 할 것이다”고 덧붙였다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단 뇌과학원천기술 개발사업과 대통령 Post-Doc 펠로우십의 지원을 받아 한양대학교 의생명연구원 남민엽 박사, 임수민 박사가 공동 1저자, 김승현 교수가 교신저자로 참여했다.

이번 연구결과는 지난 10월 21일 세계 최고 학술지인 Science의 자매지 Science Translational Medicine(인용지수=16.3) 온라인판에 ‘루게릭병 환자에서 ANXA11 유전자 돌연변이는 칼슘 항상성 조절장애와 스트레스 과립 형성을 일으킨다(ANXA11 mutations in ALS cause dysregulation of calcium homeostasis and stress granule dynamics)’라는 내용으로 게재됐다.
한편 전장 엑솜 시퀀싱(Whole Exome Sequencing)은 사람의 유전체 중에서 단백질 합성과 관련된 정보를 담고 있는 엑손의 전체 영역을 분석하는 검사를 말한다.
칼슘 항상성은 칼슘은 너무 많거나 적을 때 문제가 발생하는데 우리 몸이 최적 범위 내에서 칼슘 수준을 유지하는 과정이다.
[메디컬월드뉴스 김영신 기자]