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조현병, 조절유전자의 시너지 효과로 발생해
등록일 : 2019-10-08 10:45 | 최종 승인 : 2019-10-08 10:45
허성환
조절유전자들의 시너지 효과가 조현병 위험 증가에 기여한다는 새로운 연구 결과가 나왔다(사진=123RF)

[메디컬리포트=허성환 기자] 오늘날 조현병 즉, 정신분열증이 증가하는 가운데, 조절유전자들의 시너지 효과가 질환의 위험 증가에 기여한다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 마운트 시나이 아이칸 의과대학 연구팀은 조절유전자로 인한 유전자 발현이 정상적인 신경 세포를 다른 뉴런으로 변형시키고 있다고 설명했다. 바로 조현병 환자들에게서 발견되는 뉴런이다.

조현병과 조절유전자

미 국립보건원 산하의 국립정신건강연구소(NIMH)에 따르면, 정신분열증이라고도 일컫는 조현병은 심각한 정신건강 질환이다. 실제 생활에서 허위적이고 잘못된 것을 인식하지 못하는 것이 특징으로, 사고, 감정, 지각, 행동 등 인격의 여러 측면에서 광범위한 임상적 이상 증상이 나타난다. 즉 지속적인 관리가 필요한 장애를 의미하는데, 관리를 제대로 받지 못할 경우 자신 및 다른 이에게도 해를 끼칠 수 있다.

그러나 이제껏 이러한 조현병을 유발하는 특정한 생물학적 과정이 무엇인지, 어떠한 요인이 위험성에 영향을 미치는지는 확실히 알려진 바가 없었다. 이런 가운데 이번 연구팀은 생물학적 원인을 뒷받침할 수 있는 더 많은 임상적 증거를 찾기 위한 연구에 착수, 조절유전자의 역할을 발견할 수 있었다.

MIMH의 발달 신경생물학 프로그램 책임자는 이와 관련, 개별적으로 조절유전자들은 뇌에 미미한 영향을 끼치지만, 공동으로 일하면 더욱 중요한 영향을 미칠 수 있다고 설명했다. 즉, 조현병 위험을 증가시킬 수 있는 효과를 지닌다는 것이다. 이어 시너지와 하위 세포 및 분자 효과에 대해 더 많이 알게 되면, 보다 정밀한 정신의학 발전과 개인화된 의학 발전의 희망을 갖게 될 것이라고 덧붙였다.

이번 연구는 특히 조현병 상태를 발전시킬 수 있는 위험성의 정도를 구체화하는 목표를 뒀다. 이전 게놈과 관련돼 발표된 광범위한 연구에 따르면, 체내 최소한 143개의 염색체 부위가 이러한 위험성과 관련된 것으로 나타나는데, 그러나 이 연구에서는 부위가 다소 미미하고 규모가 적어 정확성을 보장하지 못했다. 조현병의 유전적 요인은 확실히 뒷받침할만한 증거를 대체로 찾지 못한 채 남아있었다.

그러나 이 연구를 통해 연구팀은 어느 부위를 특정해 살펴봐야 하는지에 대한 단서를 얻을 수 있었다. 바로 양적형질조절기술(eQTL)이라고 불리는 조절제가 포함된 염색체 의심 부위의 40% 이상에 걸친 부분이다. 조절제는 연관된 몇 개의 유전자 발현을 통제하고 있었는데, 연구팀은 조절유전자를 분석하면 조현병과의 상관관계를 밝힐 수 있을 것으로 전망했다.

유전자 발현 비교

이후 연구팀은 분자 모델링 기술을 통해 유도된 뉴런의 조절유전자를 연구했다. 유도 뉴런은 페트리디시 배양기에서 자란 만능 줄기세포로, 연구팀팀은 이를 통해 인체에 영향을 주지 않고 조절유전자의 활동을 관찰 및 분석할 수 있었다.

그런 다음 유도 뉴런으로부터 조현병에서 발견된 유전자 발현 변화의 하위분자 결과를 면밀히 조사, 조현병 환자들의 사후 뇌에서 나온 결과와 비교했다. 또한 이 병에 걸린 사람들과 유사하게 모델링된 뉴런의 결과도 검토했다.

변화 관찰 외에도 연구팀은 조현병의 위험성이 야기될 것으로 전망되는 유전자의 상호작용을 모방하기 위해 크리스퍼 유전자 편집 도구를 적용했다. eQTL을 포함하고 있는 4개의 조현병 관련 유전자를 증가시키거나 감소시킨 것으로, 증가는 3개, 감소는 1개로 변경했다. 그리고 이러한 변화를 페트리접시 배양기에서 자란 뉴런에 적용했다.

2017년 기준으로 전 세계적으로 약 2,000만 명 이상이 조현병을 앓는 것으로 나타났다(사진=123RF)

4개 유전자를 조작하자 1,261개의 다른 유전자 발현도 변경됐다. 연구팀이 애초 예상한 규모보다 훨씬 많은 것으로, 팀은 관찰된 뉴런의 데이터를 비교했다. 그 결과, 이처럼 유도된 발현 변화는 조현병 및 다른 2가지 질환, 즉 자폐증과 양극성 장애를 가진 사람들의 사후 뇌에서 관찰된 것과 유사하다는 사실이 밝혀졌다.

연구 책임자인 크리스틴 브레넌드는 이와 관련, "유전자 발현 변이체 사이에서 나타난 예기치 않은 시너지 효과는 미묘한 유전자 변이가 뉴런 기능에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 보여줬다"고 평가했다.

조현병 유병률

연구 데이터 온라인 포털인 아워월드 인 데이터에 따르면, 모든 국가에서 조현병의 대략적인 유병률은 0.2~0.4%가량이다. 2017년 기준으로 전 세계적으로 약 2,000만 명 이상이 조현병을 앓는 것으로 나타났으며, 남성과 여성이 각각 절반인 1,000만 명 정도를 차지했다.

국가별로는 전체 인구 대비 0.36%의 호주와 네덜란드가 가장 많은 수를 차지했으며, 이어 0.34%의 중국과 뉴질랜드, 0.33%의 아일랜드와 미국, 그리고 0.32%의 캐나다 및 그린랜드가 뒤를 이었다.

조현병은 진단하기 상당히 까다롭지만, 정신병적이고 혼란스러운 행동의 징후가 큰 특징으로 꼽힌다. 정신병적 행동은 약물을 복용하지도 않았는데 종종 망상이나 환각을 경험하는 것이며, 혼란스러운 행동은 무표정한 표정과 목소리 톤, 쾌감 하락, 활동에 대한 무관심 등으로 간주된다.

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