[붙임] 연구결과 개요

1. 연구배경

지적장애를 가진 환자들을 돌보고, 이들의 능력과 수준에 맞춰 정상적인 생활에 적응하도록 돕는 데는 환자 가족들의 심리적‧경제적 희생이 따른다. 이는 사회경제 전반에서도 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 지적장애에 관한 연구는 다른 질환 연구에 도움을 줄 가능성도 높다. 특히 40세 이상의 다운 증후군 환자들은 예외 없이 알츠하이머 질환에서 보이는 신경병리학적 특징들을 보인다. 아직 그 원인은 파악되지 않았지만, 다운 증후군 연구가 알츠하이머 질환을 연구하는 하나의 단초를 제공할 수 있음을 시사한다.

지적장애를 유발하는 취약 X-염색체 증후군의 또 하나 큰 임상적 특징은 자폐증상이다. 하지만 취약 X-염색체 증후군을 초래하는 유전자와 자폐증상, 또 지적장애와의 상관관계에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 따라서 취약 X-염색체 증후군에 대한 연구는 지적장애뿐 아니라 자폐에 대한 분자 세포학적 이해를 도울 수 있는 기회가 된다.

본 연구팀은 다운 증후군과 취약 X-염색체 증후군에서 발생하는 지적장애가 공통적인 분자와 세포기작을 통해 일어나며, DSCR1 단백질이 이러한 기작을 조절하는 역할을 하고 있다는 학설을 주장하고 있다. 또한 DSCR1이 결핍되거나 과하게 발현된 생쥐가 보이는 인지장애의 기작도 연구하고 있다.

이번 연구를 통한 뇌 발달 시기 동안 신경세포간의 네트워크 형성에 관한 연구는 지능과 인식에 대한 기초적 분자 세포학적 기작을 이해하는 바탕을 제공한다. 뿐만 아니라 기억과 인식 상실 등을 초래하는 여러 가지 뇌 발달 장애 과정을 이해하는 발판을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.

2. 연구내용

이번 연구에서는 DSCR1 유전자 결손과 과발현 생쥐모델을 사용했다. 놀랍게도 DSCR1 유전자가 사라진 생쥐의 신경세포 축삭돌기는 그 발달이 늦어질 뿐만 아니라, 신경세포의 네트워크 형성에 중요한 축삭돌기 말단의 회전 능력이 사라졌다. 하지만 DSCR1이 과하게 발현된 생쥐에서는 신경세포의 축삭돌기의 발달이 지나치게 활성화됐을 뿐만 아니라, 축삭돌기 말단의 회전능력도 정상 세포보다 상당히 높게 나타났다. 두 경우 모두 정상적인 뇌 발달을 저해시킨다고 여겨진다.

DSCR1 과발현 생쥐에서 나타난 축삭돌기 말단의 지나친 회전은 취약 X-염색체 증후군 요인 단백질 발현을 줄여주면 정상으로 회복됐다. 이는 DSCR1 단백질과 취약 X-염색체 증후군 요인 단백질(FMRP)이 뇌 신경세포의 내비게이션을 조절하는 공통의 분자, 세포학적 과정에서 역할을 하고 있음을 보여준다.

뇌 신경세포의 축삭돌기의 발달과 그 말단의 회전은 뇌 신경세포의 네트워크 형성에 가장 중요한 과정이다. 하지만 아직 이러한 현상의 분자 세포학적 기작은 완전히 규명되지 않았다. 이번 연구를 통해 DSCR1 단백질이 뇌 신경세포의 발달에 큰 역할을 하고 있으며, 또한 FMRP 단백질과 상호작용하고 있다는 사실을 밝힌 점은 학술적으로 큰 가치가 있는 연구이다.

3. 기대효과

이번 연구를 통해 다운 증후군 요인 단백질 중의 하나인 DSCR1이 뇌 발달 과정의 신경세포 네트워크 형성에 중요한 축삭돌기의 발달과 그 말단의 회전을 조절함을 규명했다. 이로써 다운 증후군의 뇌 발달 및 인지장애를 더 깊이 이해할 수 있는 단초를 제공했다.

본 연구팀은 다운 증후군뿐 아니라 취약 X-염색체 증후군처럼 뇌 발달 장애로 일어나는 지적장애에 대한 근본적인 치료 방법을 찾기 위해, 다운증후군 및 취약 X-염색체 증후군 생쥐 모델을 이용한 다각적인 방법으로 연구해나갈 예정이다.

[붙임] 용어설명

1. 다운 증후군(Down Syndrome)

염색체 21번이 정상인보다 하나 더 많아서 발생하는 지적장애

2. 취약 X-염색체 증후군(Fragile X Syndrome)

하나의 유전자 돌연변이에 의해 발생되는 지적장애 중 가장 흔한 빈도를 나타내는 뇌 질환

[붙임] 그림설명