뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀

자폐증과 같은 신경발달장애에 동반되는 감각 과민증의 원인이 밝혀졌다.

DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀은 정상적인 감각신경 형성을 위한 저해성 개재세포(inhibitory neuron)의 초기 발생 시에 관여하는 유전자인 ‘Abl1’의 중요한 메커니즘을 확인해다.

뇌 발달 과정에서 인지와 언어 신경회로보다 먼저 형성되는 감각 신경회로는 생후 1년 동안 폭발적으로 형성된다.

발달 과정 중 유전적, 환경적 결함으로 저해성 신경회로의 형성이 제대로 이뤄지지 않으면 인지 장애와 감각 이상을 동반한 자폐증을 초래한다.

그동안 자폐증 치료를 위한 연구는 인지 장애와 관련된 저해성 개제세포의 비정상적인 발달에 집중했다.

하지만 이보다 먼저 발병되는 감각 이상에 대한 구체적인 원인과 메커니즘은 연구가 미흡한 것이 현실이다.

연구팀은 Abl1 유전자가 쥐의 후각 망울 내의 저해성 개재뉴런의 초기 발달 시기에 폭발적으로 발현하고 활성화되는 것을 최초로 발견했다.

또한 렌티바이러스(lenti-virus)를 이용해 Abl1의 발현과 활성을 저해하면 저해성 개재세포들이 자신들의 세포층으로 정확하게 도달하지 못하는 구조적 결함이 발생하는 것도 찾아냈다.

자폐증 유발 후보 유전자로 지목된 Abl1은 원래 암 유발유전자로도 잘 알려져 있다.

뇌 발달이 왕성한 2~9세 시기 만성골수성 백혈병 환자들이 Abl1 활성 저해제인 표적항암제 글리벡을 복용하면 60% 이상의 환자가 환취와 같은 감각이상 부작용을 보인다.

이러한 점에 착안, Abl1 발현과 활성 저해가 글리벡 복용의 부작용처럼 쥐의 후각 감도를 비이상적으로 증가시킴을 확인한 것이다.

여기에 단백질체학을 이용, Abl1이 뇌의 구조발달에 주요한 역할을 하는 운동성 단백질인 더블코르틴을 일시적으로 인산화하는 것도 발견했다.

문제일 교수는 “아직까지 명확히 밝혀지지 않은 신경발달장애 혹은 암 질환에서 나타나는 감각 과민증의 기전을 이해하는데 중요한 단서를 찾았다”며 “이를 바탕으로 다른 감각이상 질환을 극복하는 후속연구가 진행되길 희망한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구 결과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김재연 박사과정 학생이 제1저자로 참여했고 세계적인 국제학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’ 온라인판에 7일 게재됐다.

이와 함께 한국연구재단의 ‘바이오·의료기술개발사업’과 한국뇌연구원의 ‘허브-스포크 기반 융합 뇌연구 사업’의 지원을 받아 수행됐다.

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