조현병(schizophrenia)의 새로운 발병 원리를 규명한 연구 결과가 발표됐다. KAIST 의과학대학원 이정호 교수 연구팀은 미국 스탠리 의학 연구원(Stanley Medical Research Institute) 김상현 박사팀과 공동 연구를 진행해 후천적으로 발생한 뇌 특이적 체성 유전변이(SNP)가 조현병(정신분열증) 발병에 크게 기여한다는 점을 규명했다.

조현병은 전 세계적으로 100명당 1명의 높은 비율로 발병되는 질환이지만, 근본적인 원인은 분명히 규명되지 않은 상황이었다. 기존 연구들은 조현병의 유전적 원인을 규명하기 위해 주로 환자의 말초조직인 혈액이나 침에서 돌연변이 연구를 진행해왔다. 하지만, 혈액이나 침에서는 조현병의 분자 유전학적 원인을 완벽히 밝혀내지는 못했다.

이정호 교수와 김상현 박사 공동 연구팀은 혈액이나 침에서 검출되지 않으며, 환자 뇌에서만 존재하는 뇌 특이 체성 유전변이(체세포 돌연변이-Somatic mutation)가 조현병 병리에 영향을 미칠 수 있다는 점에 착안해 가능성을 주목했다.

체성 유전변이(체세포 돌연변이)란 일반적으로 유전변이를 일컬을 때 많이 사용되는 생식유전변이(Germlmine mutation)과는 다르다. 체성 유전변이는 수정 후 발생하는 유전변이로 발생 시기에 따라 몸 전체에 존재할 수도 있으며 특정 조직에만 존재할 수도 있다. 체성 유전변이가 특정 조직에만 존재할 경우 혈액이나 침에서는 유전변이를 검출할 수 없는 점이 특징이다.

연구팀은 조현병 환자 27명에게서 얻은 사후 뇌 조직에 `전장 엑솜 유전체 서열(Whole-exome sequencing) 기법'을 적용해 조현병 환자의 뇌에 존재하는 뇌 특이 체성 유전변이를 찾아낼 수 있었다. 연구팀은 고심도 전장 엑솜 유전체 서열 분석기법을 적용했으며, 저빈도의 체성 유전변이를 정확히 찾아내기 위해 독자적인 분석으로 파이프라인을 구축했다.

전장 엑솜 유전체는 서열 DNA의 영역 중 단백질을 암호화하는 부분인 엑손 영역의 염기서열만 분석하는 것을 말한다. 엑솜은 전체 유전체의 약 1%를 차지하고 있지만, 암호화된 단백질이 질병에 직접적인 영향을 미치는 확률이 높아 질병의 원인이 되는 유전자를 효울적으로 찾을 수 있다.

또한 조현병 환자의 뇌 조직에서 발견된 뇌 특이적 체성 유전변이가 뇌 신경 정보 교환과 신경 발달에 중요한 역할을 하는 유전자상에 주로 분포하는 것을 확인했다. 환자의 뇌 체성 유전변이가 뇌 신경회로를 망가뜨릴 경우 조현병의 원인이 될 수 있음을 증명했다.

논문의 주저자인 김명희 박사는 "조현병은 우리 주변에서 흔히 발견되지만, 원인이 분명하지 않았다. 이번 연구로 조현병의 원인 규명에 한 발짝 다가갈 수 있어 기쁘다ˮ고 밝혔다. 이어 "이번 연구를 토대로 조현병의 발병 원인이 더 분명해져서 환자는 물론, 주변 사람들까지 조현병으로 인한 고통에서 벗어날 수 있기를 바란다ˮ고 말했다.

KAIST 의과학대학원 @ KAIST제공

이번 연구는 조현병의 발병에 체성 유전변이가 중요한 역할을 하고 있음을 밝혀냈다. 조현병의 새로운 발병 원리를 규명함과 동시에, 조현병 연구에 새로운 틀을 제시해 앞으로 다른 신경정신질환 연구에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대를 모은다. 또한 연구팀은 KAIST 교원 창업 기업인 소바젠(대표 김병태)과 협업해 뇌 체성 돌연변이 연관 조현병 환자 진단과 치료법 개발을 진행할 계획이라고 밝혔다.

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