IBS 연구진, 자폐·뇌 발달장애의 새로운 원인 알아내

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 뇌 발달이나 기능 조절에서 중요한 단백질의 새로운 원인을 알아내고, 자폐나 뇌발달 장애에 대한 치료제를 개발할 가능성을 높였다.

김은준 기초과학연구원 시냅스 뇌질환 연구단장.(사진=기초과학연구원)

기초과학연구원(IBS)은 김은준 시냅스 뇌질환 연구단장 연구팀이 신경세포의 흥분성 시냅스에 있는 단백질인 TANC2 단백질이 부족해져 자폐나 뇌 발달장애가 발생하는 원리를 알아냈다고 11일 밝혔다.

자폐증은 뇌 발달장애의 한 종류이다. 뇌 발달은 세포 내 다양한 신호전달 체계에 따라 조절되는데 ‘mTOR 신호전달’이 신경세포를 포함한 대부분 세포의 발달과 기능을 제어한다. 여기에는 대사 장애, 뇌 발달장애 등 다양한 질환이 관련되어 있다고 알려졌다. 그러나 신경계에서의 mTOR 조절 기전은 이제까지 알려진 바가 거의 없었다.

연구팀은 연구에서 TANC2 단백질이 mTOR 단백질의 직접적인 억제자로서 뇌 발달이나 기능을 조절한다는 사실을 알아냈다.

연구팀은 TANC2 단백질과 mTOR 신호전달의 관계를 파악하기 위해 TANC2 발현이 절반으로 줄어든 자폐증 생쥐모델을 만들었다. 실험 결과, TANC2 단백질이 부족하면 mTOR 신호전달 단백질의 비정상적 과활성화로 이어져 시냅스와 기억·학습 등의 뇌 기능이 나빠졌다. 다시 mTOR 저해 약물인 라파마이신을 투여하자 시냅스와 뇌 인지 기능이 정상적으로 회복됐다.

연구팀은 또 사람의 신경세포에서 TANC2 단백질이 줄어들면 mTOR 신호전달체계가 비정상적으로 활성화된다는 사실도 확인했다.

김은준 단장은 “최근 자폐나 뇌 발달장애의 원인으로 부상한 TANC2 유전자 변이의 발병 구조을 알아냈다”며 “후속 연구를 통해 mTOR 신호전달 억제제를 TANC2 유전자 돌연변이에서 발생한 자폐나 뇌 발달장애 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인판에 11일자에 게재됐다.