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저절로 춤추는 ‘무도병’, 새로운 치료기전 찾아 보기
제목 저절로 춤추는 ‘무도병’, 새로운 치료기전 찾아
연구팀 뇌의약연구단 류훈 박사팀 조회수 4868
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저절로 춤추는 ‘무도병’, 새로운 치료기전 찾아


- 퇴행성 뇌질환인 ‘헌팅턴 무도병’, 특정 효소의 조절로 신경세포 기능 회복

- 운동조절능력 향상과 수명 연장, 향후 퇴행성 뇌질환 치료에 기여



헌팅턴 무도병(Huntington’s chorea)이라고도 알려져 있는 헌팅턴병(Huntington’s Disease)은 유전적인 결함으로 뇌의 특정부위인 선조체의 신경세포에 광범위한 손상이 생겨 자신이 의도하지 않는 상태에서도 손과 발이 저절로 움직이는 퇴행성 뇌질환이다. 이 질병은 심각한 정신과적 증상과 더불어 나중에는 치매를 동반하는 것으로 알려져 있다. 뇌과학이 발달하기 이전의 중세에는 ‘춤추는 병(무도병)’에 걸린 사람들은 마녀사냥의 대상이 되어 화형에 처해진 경우도 있었다. 19세기, 이 ‘춤추는 병’은 의사 ‘조지 헌팅턴(George Huntington)’에 의해 부모로부터 자식에게 유전된다는 사실이 처음 발견되었고, 20세기에 들어 사람의 염색체 4번에 위치한 헌팅틴 유전자의 돌연변이(mutant Huntingtin)가 원인임이 밝혀졌다. 이후 춤추는 무도병, ‘헌팅턴병’에 대한 연구는 많이 이루어졌지만 아직까지 이 뇌질환을 호전시킬 약물이나 그 밖의 치료법은 전무했다. 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌의약연구단 류훈 박사연구팀(제1저자 이정희 박사, 황유진 박사, 김연하 박사, 이민영 박사, 현승재 박사과정)은 지난 15년간 헌팅턴병의 병리기전을 탐구하고 더불어 질병을 완화시킬 수 있는 약물 개발에 집중해왔다. 특히, 류훈 박사팀은 지난 연구에서 헌팅턴병 환자의 뇌 조직에서 ‘히스톤메틸화효소’의 증가에 따른 염색질의 응집 현상을 발견(*참고. PNAS 2006, Nucleic Acids Research 2014)한 바 있는데, 이번 연구를 통해 헌팅턴병 초파리 모델과 생쥐 동물모델에서 히스톤메틸화효소가 비정상적으로 증가하였을 경우 신경세포의 기능을 변화시키고 뇌의 병리와 운동조절에 이상을 일으키는 것을 밝혔다.  
류훈 박사연구팀은 이 히스톤메틸화효소를 약물 타깃으로서의 가능성을 확인하고 헌팅턴병 생쥐모델에서 중개연구를 시행하였다. 흥미롭게도 비정상적으로 증가한 히스톤메틸화효소를 기존에 알려진 항생제 약물로 억제하면 히스톤메틸화의 항상성이 균형을 이루어 헌팅턴병 생쥐의 위축된 뇌의 선조체 신경세포의 기능이 회복될 뿐만 아니라, 운동조절능력의 향상과 수명이 연장된다는 사실을 밝혔다. 

KIST 류훈 박사는 “이번 연구는 헌팅턴병에서 보이는 신경세포의 손상과 행동장애를 완화시킬 수 있는 후성유전학적 치료제 개발의 가능성을 제시한다.”고 말하며, “이번 치료기전을 통해 다른 퇴행성 뇌질환인 치매, 파킨슨병과 같은 병리기전에 대한 이해와 치료에도 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.  

연구진은 실험에 사용한 항암제가 뇌질환 치료제로써 약효를 보이나 높은 농도에서 세포독성을 보이는 문제가 있어 향후 무해한 유사체 약물의 개발 등, 개선되어야할 점이 남아있다고 지적했다.

본 연구는 KIST 주도하에 미국 보스턴 의대와 공동연구로 진행하였으며, 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행되었다. 연구성과는 뇌병리 연구분야의 권위지로 알려진 ‘Acta Neuropathologica’ (IF : 11.360)의 PubMed 카테고리에 6월 7일(수)자 온라인 게재되었다.


<그림설명>

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<그림 1> 히스톤메틸화효소를 약물(nogalamycin)로 조절한 결과, 헌팅턴병 생쥐의 선조체 신경세포(Striatal neurons) 핵 안에서 응집된 염색질 (빨강색)과 핵질 (파랑)이 다시 풀어져 분자적 변형이 복구되고 있음을 보여줌.

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<그림 2> 헌팅턴병 생쥐의 선조체 신경세포 위축(atrophy)되어져 있는데, 약물(nogalamycin)을 투여한 결과 신경세포의 크기가 회복되고 있음을 보여줌.


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<그림 3> 헌팅턴병 생쥐의 선조체 신경세포의 시냅스 구조 (주황색 화살표) 역시 위축되어 있는데, 약물(nogalamycin)을 투여한 결과 시냅스의 구조가 회복되고 있음을 보여줌.

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