자폐와 뇌 발달장애 일으키는 새로운 원인 찾았다

기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단

김은준 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 단장, 김선균 연구위원, 이수호 선임연구원(왼쪽부터 차례대로) 연구팀은 신경세포의 시냅스에 존재하는 단백질인 TANC2가 부족하거나 망가졌을 때 자폐와 뇌 발달장애를 일으키는 원리를 찾아냈다. IBS 제공

국내 연구진이 자폐와 뇌 발달장애에 ‘TANC2’라는 신경 단백질이 관여하는 새로운 원리를 밝혀냈다. 또 이를 이용해 단백질 억제제로 뇌 기능을 조절하는 데도 성공해 새로운 치료제 개발의 발판도 마련했다.

 

김은준 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 단장이 이끄는 연구팀은 신경세포의 시냅스에 존재하는 단백질인 TANC2가 부족하거나 망가졌을 때 자폐와 뇌 발달장애를 일으키는 원리를 찾아냈다고 11일 밝혔다.

 

자폐증은 뇌 발달장애의 한 종류다. 세계 인구의 약 2%가 앓고 있다. 뇌 발달은 세포 내 다양한 신호전달 체계로 조절된다. 그중 인산화효소 단백질의 하나인 ‘mTOR’ 신호전달은 신경세포를 포함한 세포 발달과 기능을 제어해 대사 장애, 뇌 발달장애 등에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

 

정상적으로 뇌가 발달할때는 mTOR 촉진을 TANC2가 억제하면서 mTOR 활성의 균형이 맞는다. 반면 자폐나 뇌 발달장애처럼 비정상적인 발달이 이뤄질때는 mTOR이 과활성화할 때다. 이때 라파마이신을 이용하면 mTOR 과활성을 억제해 정상적인 뇌발달이 가능해진다. IBS 제공

이번에 연구팀은 mTOR 외에 TANC2 단백질도 자폐외 뇌 발달에 관여한다는 사실을 알아냈다. 연구팀은 TANC2 단백질과 mTOR 신호전달 사이에 관계가 있을 것으로 보고 TANC2 발현을 절반으로 줄인 자폐증 생쥐모델을 만들어 단백질 간 관계를 살폈다. 그 결과 TANC2 단백질이 모자라거나 망가지면 mTOR 단백질이 과활성화되면서 시냅스와 기억, 학습 등 뇌 기능이 떨어졌다.

 

자폐증 생쥐모델에 mTOR을 줄이는 약물인 ‘라파마이신’을 투여하자 시냅스외 뇌 인지 기능이 정상으로 돌아왔다. 연구팀은 “TANC2 단백질이 mTOR 신호전달 단백질을 줄여 뇌 기능을 조절한다는 의미”라고 설명했다.

 

연구진의 실험 결과 인체 세포에서도 TANC2가 줄어들면 mTOR 신호전달이 비정상적으로 이뤄지는 것으로 나타났다. 인간 신경계에서도 TANC2가 쥐 모델과 비슷한 역할을 한다는 사실이 확인된 셈이다.

 

김 단장은 “이번 연구로 자폐 및 뇌 발달장애의 원인으로 떠오른 TANC2 유전자 돌연변이의 발병 원리를 밝혔다”며 “TANC2 유전자 돌연변이로 일어나는 자폐 및 뇌 발달장애 치료에 mTOR 신호전달 억제제를 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11일자에 실렸다.