국내 연구진이 다운증후군이 발병하는 원인을 세계 최초로 규명하고, 동물 실험에서 유전자 치료로 학습·기억 장애를 회복할 수 있음을 확인해 치료법 개발 가능성을 높였다.

UNIST(총장 정무영)는 생명과학부 민경태 교수 연구진이 다운증후군에서 지적장애를 일으키는 요인 유전자 DSCR1(Down syndrome critical region gene 1)과 그 기작(생리적 작용의 원리)을 세계 최초로 규명했다고 11일 밝혔다. 현재까지 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머병, 파킨슨병과 신경발달 관련 질병인 정신분열병, 다운증후군 등 많은 질병이 성체 신경발생과정(adult neurogenesis)에서 생긴 문제 때문에 발병하는 것으로 확인됐다. 성체 신경발생은 성인 뇌의 해마 지역에서 새로운 신경 세포가 생성되는 과정이다.

하지만 이들 질병과 성체 신경발생 간의 병리학적 관계 및 분자·세포학적 기작에 대한 이해는 아직 미미하다. 연구진은 DSCR1 유전자가 조작된 쥐를 이용해 성체 신경발생 과정에서 중요한 후성 조절 인자(epigenetic refulator)인 TET1과 miR-124의 발현에 DSCR1 단백질이 핵심적인 역할을 하고 있음을 규명했다.

이를 토대로 연구진은 학습과 기억 능력이 결핍된 다운증후군 쥐 모델에서 과발현한 DSCR1 유전자의 수를 정상적으로 복원해 손상된 성체 신경 발생과 학습 및 기억 장애의 정상 회복에 성공했다.

민 교수는 “DSCR1 단백질에 의한 두 후성 조절 인자 (TET1 단백질과 miR-124)의 발현이 해마 지역에서 일어나는 성체 신경발생의 작용 원리이며, 다운증후군에서 나타나는 성체 신경발생 장애의 핵심 기작”이라며 “성체 뇌에서 일어나는 해마 신경발생 과정을 조절하는 기작에 대한 근본적인 이해를 제공해 다운증후군 환자의 인지 능력 결핍을 치료할 수 있는 치료제 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 분자생물학 분야의 세계적 권위의 학술지인 엠보 저널(The EMBO Journal) 6월 11일 자에 게재됐다.

방종근 기자