고려대 한기훈·서울대 최세영 교수·이계주 한국뇌연구원 연구그룹장

지적장애와 뇌전증을 유발하는 것으로 알려진 ‘CYFIP2’ 유전자의 뇌 기능이 밝혀졌다. 고려대학교 의과대학 뇌신경과학교실 한기훈 교수와 서울대 치의학대학원 최세영 교수, 한국뇌연구원 이계주 연구그룹장의 공동연구를 통해서다.

6일 한국뇌연구원(KBRI)에 따르면 학습과 일상생활의 어려움을 겪는 지적장애와 의식 소실, 발작 등이 동반되는 뇌전증(간질)은 뇌 기능 이상으로 초래되는 대표적인 질환으로, 이와 관련된 다수의 유전자 변이가 보고됐으나 뇌 기능 이상을 초래하는 구체적인 기전이 규명된 경우는 드물다.

이에 한기훈 교수를 비롯한 연구팀은 환자 유전체 분석에서 CYFIP2 유전자의 변이가 지적장애, 뇌전증과 반복적으로 연관된다는 해외 연구사례에 주목해 연구를 진행했다.

연구팀은 CYFIP2 발현이 감소한 마우스 모델을 제작하고 기억, 의사결정, 공감능력, 감정조절 등과 관련 있는 뇌 내측 전두엽 피질 영역에서 나타나는 변화를 분석한 결과, 다양한 신경세포 중 제5층(Layer 5) 신경세포에서 선택적으로 변화가 있음을 발견했다.

CYFIP2 발현이 감소한 마우스의 제5층 신경세포는 정상 마우스의 신경세포에 비해 시냅스의 크기가 커져 있었으며, 신경세포의 흥분성이 과도하게 증가했다. 신경세포의 흥분성 증가는 뇌전증의 주된 원인 중 하나로 알려졌는데, 실제로 CYFIP2 발현이 감소한 마우스의 경우 뇌전증 증상을 유발하는 약물에 훨씬 민감하게 반응한 것이다.

연구팀은 또 리튬 약물이 양극성장애(조울증)와 X염색체에 존재하는 유전자 이상으로 생기는 지적장애 질환인 취약X증후군(Fragile X syndrome) 등의 뇌 질환 증상을 개선한 점에 주목, CYFIP2 발현이 감소한 마우스에서 내측 전두엽 피질 제5층 신경세포에서 과도하게 증가했던 흥분성뿐만 아니라 뇌전증 유발 약물에 대한 민감성과 행동학적 이상 등이 모두 정상 수준으로 회복되는 리튬의 효과를 확인했다.

뇌연구원 관계자는 “이번 연구 결과를 통해 CYFIP2 유전자 변이에 따라 초래되는 지적장애나 뇌전증 증상의 치료법 개발에 활용될 수 있을 것으로 예상한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 신진연구지원사업, 중견연구지원사업, 뇌과학원천기술개발사업, 한국뇌연구원 기관고유사업의 지원을 통해 수행됐다.

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