DGIST 문제일 교수 연구팀, 선천적 후각 행동 형성 메커니즘 밝혀
암질환 감각이상, 항암제 부작용 개선 활용 기대

DGIST의 문제일 교수연구팀이 자폐증과 같은 신경발달 장애에 동반되는 감각 과민증 원인을 규명, 자폐증 조기진단이 가능할 것으로 전망된다.<사진= DGIST>
DGIST의 문제일 교수연구팀이 자폐증과 같은 신경발달 장애에 동반되는 감각 과민증 원인을 규명, 자폐증 조기진단이 가능할 것으로 전망된다.<사진= DGIST>
자폐증과 같은 신경발달장애에 동반되는 청각, 후각, 촉각 등 감각 과민증 원인이 밝혀졌다. 신경발달장애와 암질환의 감각이상 증세 조기진단, 항암제 부작용 개선에 도움이 될 전망이다.

DGIST(총장 국양)는 문제일 뇌·인지과학전공 교수 연구팀이 정상적인 감각신경 형성을 위한 저해성 개재세포의 초기 발생시 관여하는 유전자인 'Abl1'의 중요한 메커니즘을 규명했다고 30일 밝혔다.

저해성 개재세포는 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이에서 자극과 흥분을 중계하는 역할을 하는 신경세포의 일종으로 뇌와 척수를 구성한다. 감각 신경회로는 뇌 발달 과정에서 인지와 언어 신경회로보다 먼저 형성되고 생후 1년 동안 폭발적으로 형성된다.

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

그동안 자폐증 치료 연구는 인지 장애와 관련된 저해성 개제 세포의 비정상적인 발달에 집중했으나 이보다 먼저 발병되는 감각 이상에 대한 구체적인 원인과 메커니즘 연구는 미진했다.

연구팀은 Abl1 유전자가 쥐 실험을 통해 쥐의 후각 망울 내 저해성 개재뉴런의 초기 발달 시기에 폭발적으로 발현하고 활성화됨을 처음으로 발견했다.

자폐증 유발 후보 유전자로 지목된 Abl1은 암 유발유전자로도 잘 알려져 있다. 뇌 발달이 왕성한 2~9세 시기에 만성 골수성 백혈병 환자들이 Abl1 활성 저해제인 표적항암제 글리벡 복용 시 60% 이상의 환자가 환취와 같은 각각 이상 부작용을 보인다.

연구팀은 이점에 착안해 Abl1 발현과 활성 저해가 글리벡 복용의 부작용처럼 쥐의 후각 감도를 비이상적으로 증가 시킴을 확인했다. 또 단백질체학(유전자 명령으로 만들어진 단백질체를 대상으로 유전자의 기능, 단백질의 기능 이상 등을 찾아내고 질병을 추적하는 분석기술)을 이용해 Abl1이 뇌의 구조발달에 주요한 역할을 하는 운동성 단백질인 더블코르틴(Dcx)을 일시적으로 인산화하는 것을 발견했다. Abl1이 미세소관의 역동성을 조절하며 Abl1과 Dcx 간의 새로운 신호전달체계를 확인한 것이다. 이는 후각 과민증을 호소하는 신경발달장애 혹은 암질환 환자들의 감각 과민증을 치료하는데 중요한 단서를 제공할 전망이다.

문제일 교수는 "아직까지 명확히 밝혀지지 않은 신경발달장애 혹은 암질환에서 나타나는 감각 과민증의 기전을 이해하는데 중요한 단서를 찾았다"며 "이를 바탕으로 다른 감각이상 질환을 극복하는 후속연구가 진행되길 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 '바이오·의료기술개발사업'과 한국뇌연구원의 '허브-스포크 기반 융합 뇌연구 사업'의 지원을 받았다. 연구에는 김재연 박사과정생이 제1저자로 참여했다. 결과는 셀 리포트 온라인판에 지난 7일 게재됐다.
 

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