메릴랜드 의과 대학(UMSOM; University of Maryland School of Medicine) 연구팀이 특정 변이 유전자가 어떻게 루게릭병(Lou Gehrig’s disease)을 발병시키는지에 대해 발표했다. 연구진이 밝혀낸 변이 유전자가 루게릭병과 관련된 치매의 원인이 될 수 있다는 것이 확인되었다. 이 연구는 치명적인 진행성 마비는 물론 알츠하이머병과 유사한 정신적 악화를 일으키는 루게릭병을 치료하는 데 새로운 길을 제시한다는 점에서 유의미하다. 해당 연구 결과는 미국 국립과학원 간행물(PNAS; Proceedings of the National Academy of Science)에 기재되었으며, 하버드 대학, 오클랜드 대학, 킹스 칼리지 런던, 그리고 노스웨스턴 대학의 협력으로 진행되었다.

매년 5,000명 이상의 미국인이 루게릭병을 진단받는다. 이 질환은 매우 치명적이며 현재로선 치료 방법이 없다. 루게릭병 환자는 근육이 점차 마비되며 결과적으로 숨쉬기나 삼키기와 같은 기본적인 신체 기능마저 상실한다. 루게릭병 발병 우려가 있는 가족의 유전자를 분석한 결과, 이 질환이 특정 변이 유전자와 관련이 있다는 것이 밝혀졌다. 루게릭병의 원인이 되는 변이 유전자 중 세포 내 노폐물 처리와 관련된 UBQLN2 유전자에 대한 연구가 진행된 바 있다. 그러나 아직 UBQLN2 변이 유전자가 어떻게 루게릭병을 발병시키는가에 대해서는 미지수이다. 

메릴랜드 대학의 몬테이루(Monteiro) 교수는 “우리는 세포의 노폐물을 처리하는 재활용 과정을 UBQLN2 변이 유전자가 방해하는 것을 포착했다. 재활용이 잘 시행되지 않는다면 단백질의 노폐물이 신경 세포에 쌓여 결국 세포의 파괴로 이어진다. 이러한 세포의 파괴는 루게릭병과 같은 신경 퇴행성 질환을 일으킬 수 있다.”라고 언급했다.

UBQLN2 변이 유전자가 어떻게 루게릭병을 발병시키는지 연구하기 위해 몬테이루 교수와 연구진은 인간의 세포와 UBQLN2 변이 유전자가 있는 쥐를 함께 연구했다. 미국 국립과학원의 2016년 간행물에서도 서술한 바와 같이 쥐에서도 인간의 유전성 질환과 유사한 증상을 관찰할 수 있었다. 

연구팀은 인간의 세포에서 UBQLN2 변이 유전자를 제거했고 이 때문에 세포 내 재활용 과정이 완전히 멈추었다는 것을 발견했다. 이후 UBQLN2 변이 유전자가 제거된 세포에 정상적인 기능을 하는 UBQLN2 유전자를 다시 주입하거나 UBQLN2 변이 유전자 다섯 개를 투입했다. 그 결과, 정상적인 기능을 하는 UBQLN2 유전자를 넣은 세포에서는 세포 내 재활용 과정이 재개되었지만, UBQLN2 변이 유전자 다섯 개를 넣은 세포에서는 재활용 과정이 재개되지 않았다. 

몬테이루 박사는 UBQLN2 변이 유전자가 있는 쥐에게서 세포의 노폐물을 분해하고 재활용하는 데 필수적인 ATP6v1g1 단백질이 감소했다는 것을 발견했다.

몬테이루 박사는 “이 연구 결과는 알츠하이머병, 파킨슨병(Parkinson's disease), 다운 증후군(Down syndrome)에서 발견된 것과 유사한 산성화 결함이 발견되었다는 점에서 흥미롭다. 이 결함을 치료하는 것이 루게릭병뿐만 아니라 다른 신경 퇴행성 질환에도 광범위한 영향을 미칠 수 있다.”라고 말했다.

이 연구는 존스 홉킨스의 패커드 루게릭병 연구 센터(Packard Center for ALS Research at Johns Hopkins), 미국 루게릭병 협회, 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 지원을 받았다.

메릴랜드 대학의 앨버트 리스(E. Albert Reece) 교수는 “몬테이루 박사가 이끄는 바이오메트(BioMet) 연구팀이 루게릭병을 일으키는 메커니즘을 이해하는 데 있어 중요한 발전을 이어나가고 있다”라며 “이러한 근본적인 연구 없이는 파괴적인 질환의 치료와 예방 조치가 불가능할 것이다.”라고 덧붙였다.

 

출처: News Medical