새로운 헌팅턴 질환 치료제 개발 가능성 제시
새로운 헌팅턴 질환 치료제 개발 가능성 제시
  • 김남근 기자
  • 승인 2015.10.08 17:47
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[이슈메이커=김남근 기자]

새로운 헌팅턴 질환 치료제 개발 가능성 제시

 


‘포기’ 없는 ‘즐기는 연구’ 통한 삶의 질 높이는 연구 펼치다 

 


뇌세포의 손상으로 인한 퇴행으로 우리 몸의 동작(movement), 행동(behavior), 사고(cognition)에 직접적인 영향을 주어 걷거나(walk) 생각(think), 판단(reason), 말하는 것(talk)이 악화돼 타인에게 전적으로 의존해야만 생활이 가능한 헌팅턴병(Huntington's Disease). 정신적, 감정적, 사회적으로 환자 자신 뿐만 아니라 가족에게도 엄청난 고통을 주는 무서운 질환이지만, 아직까지 명확한 치료제는 없는 실정이다. 이에 최근 헌팅턴병이 발병하는 과정의 핵심 생체물질을 국내 연구진이 발견해 세계적인 조명을 받고 있다. 바로 서울대학교 의과대학 생리학교실 홍찬식 박사 연구팀(지도교수 서인석)이 그 주인공이다.

 

 

 

퇴행성 신경질환 치료에 획기적 진전 기대

흔히 헌팅턴 무도병(Huntington’s Chorea)이라고도 불리며, 일종의 상염색체 우성(Autosomal dominant) 유전인 퇴행성 신경질환(Neurodegenerative Disease)인 ‘헌팅턴병’. 자신의 의지와는 관계없이 갑작스레 경련성으로 춤을 추듯이 움직이게 되는 이 질환은 10만 명당 5~10명 정도의 빈도로 발병하고, 발병 후 10~20년 이내에 사망에 이르는 중증 질환이다. 이 질환은 대뇌 선조 신경세포(Striatal neurons)의 점진적 손실이라는 병리학적 특징을 갖고 있지만, 아직까지 헌팅턴 유전자의 돌연변이가 선조 신경세포를 선택적으로 파괴하는 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료할 방법이 없었다. 이전 연구에서는 산화스트레스(oxidative stress)를 제거하거나 칼슘의 항상성을 유지하는 것이 실현 가능한 대체 치료방법으로 보고되었다. 하지만 홍찬식 박사와 연구진은 이전에 보고된 연구 결과를 한 층 심화시켜 헌팅턴병의 발병 원인을 정확히 규명하고자 헌팅턴 동물모델과 환자의 선조 신경세포를 이용해 산화스트레스와 신경세포의 사멸 사이의 상관관계 연구를 진행했다. 그 결과 칼슘 항상성을 교란할 TRPC5 칼슘이온통로를 발견함으로써 헌팅턴병의 병리학적 특징을 예방하거나 억제할 수 있게 된 것이다.

 

▲서인석 교수

  연구진은 헌팅턴 쥐 모델에서 TRPC5 칼슘이온통로의 유전적 억제와 약물적 기능 저하를 통해 정상 선조 신경세포의 증가를 확인하였으며, 헌팅턴병의 전형적인 행동장애가 개선되는 임상 경과 및 병리조직학적 소견을 이번 연구를 통해 관찰하는데 성공했다. 헌팅턴 환자에서도 TRPC5 칼슘이온통로의 산화 손상이 증가되는 현상을 확인하게 된 것이다. 이번 연구는 국제 상위수준의 신경임상학 학술지 ‘브레인(Brain)’ 7월 온라인판에 게재되었다.
 

  이번 연구를 통해 TRPC5 칼슘이온통로를 헌팅턴병 발병의 새로운 핵심 인자로 제시한 홍 박사와 연구진은 해당 결과를 바탕으로 헌팅턴병과 퇴행성 신경질환의 치료 가능성을 확인하는 후속연구를 진행할 계획이라고 밝혔다. 홍 박사는 “이번 연구는 헌팅턴병에 대한 조기 진단법의 진전 가능성을 시사한다는 점에서 중요한 의미를 지닙니다”라며 “신경세포 사멸의 상위조절인자 발견으로 새로운 헌팅턴 질환 치료제 개발 가능성을 제시하였으며, 헌팅턴질환 병증의 이해는 물론 치매, 알츠하이머병, 파킨슨병 등과 같이 노화에 의한 퇴행성 신경질환 치료에도 획기적인 진전을 가져올 것으로 기대합니다”라고 확언했다.


 

▲(좌측 윗줄부터 시계방향) 한효은(박사과정), 명종윤(박사과정), 홍찬식 박사, 서인석 교수, 정승주(석사과정), 성주용(의과대학 학부생), 김다솜(연구원), 하꽃다지(박사과정), 곽미선(박사과정)

 

 

‘과학 역시 사람이 하는 일’

홍찬식 박사와 연구진은 서인석 교수의 지도아래 생명의 현상을 분석하는 생리학을 분자 수준의 생물학 기법을 기반으로 다양한 연구를 펼치고 있다. 특히, 생체막에서 이온의 이동을 조절하는 이온통로(Ion channel)의 분자기전 연구를 중심으로, 흥분성 세포 및 비흥분성 세포에서 칼슘의 이동에 중요한 역할을 하는 Transient Receptor Potential(TRP) 이온통로의 병태생리를 밝혀 이온통로를 타겟으로 한 치료 가능성을 확인하고자 하고 있다. TRP 이온통로는 초파리의 눈에서 시각 기능을 담당하는 것으로 처음 밝혀진 이래, 근육 및 신경과 같은 흥분성 세포에서 세포내 칼슘을 조절하는 중요한 역할을 하고 있다. 뿐만 아니라 면역세포, 상피세포, 간세포, 내피세포 같은 비흥분성 세포에서도 세포내 칼슘의 항상성을 유지하는 핵심 단백질로도 잘 알려져 있다. 연구실을 이끌고 있는 서인석 교수와 김기환 교수는 지난 30년간 위장관 소화 운동에서 평활근의 역할에 대한 연구를 펼쳐오며 위장관 리듬의 발생기전 규명, 발기부전, 다낭신과 암 등의 다양한 질환에서 TRP 이온통로의 역할과 신경에서 복잡한 병태생리의 연구를 진행하는 등 TRP를 통한 다양한 연구·결과를 도출해내고 있다. 
 

  홍찬식 박사는 “연구실의 명확한 연구 주제를 통해 앞으로 헌팅턴병을 비롯한 퇴행성 뇌신경질환에서 신경세포의 사멸에 TRPC 이온통로의 역할을 규명해 진단 및 치료에 핵심적인 후보유전자를 발굴하고자 합니다”라며 “최종적으로 치료 및 진단효과를 극대화할 수 있는 방법을 연구하여 임상 적용이 가능한 프로토콜을 완성하고자 합니다”라는 포부를 내비쳤다. 
 

  대학에서 가르침을 얻는 모든 이들은 그들의 지도교수에게 학문적 방향과 학풍을 그대로 느끼고 닮아간다. 때문에 홍 박사와 연구진 역시 서인석 교수의 가르침을 마음속에 새기고 결과에 일희일비[一喜一悲]하지 않는 연구자로서의 강직한 신념을 키워나가고 있다. 무엇보다 ‘과학 역시 사람이 하는 일’이라며, 자신의 마음이 행복해야 자신이 하는 과학도 행복하다는 가르침이 홍 박사가 연구를 이어올 수 있는 가장 큰 원동력이라고 전한다. 홍 박사는 “예상했던 실험 결과가 아닐지라도 새로운 현상에 대한 발견과 분석, 끊임없는 격려와 응원이 학문을 배우는 이들에게는 가장 큰 동기부여가 되지 않을까 생각합니다”라며 “힘든 과정을 묵묵히 참고 따라와 준 실험실 구성원들과 연구자로서 정도(正道)의 길을 이끌어주시는 서인석 교수님께도 항상 감사함을 전하고 싶습니다”라고 힘주어 말했다.
 

  앞으로 획기적인 신약개발의 기반을 마련하여 초고령화 사회에서 국가 경제에 막대한 손실을 초래하는 뇌질환 관련 사회 의료비용의 절감을 가져올 수 있는 실용적인 연구를 진행하고자 하는 홍찬식 박사. ‘포기’가 없는 ‘즐기는 연구’를 통해 인류 삶의 질을 높이는 연구를 펼쳐나갈 그의 미래가 더욱 기대되는 이유다.

 


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