TDP-43 유전자 돌연변이가 전두엽 치매나 루게릭병과 관련된 뇌행동 기능 이상을 초래한다는 연구결과가 발표됐다.

TDP-43(transactive response DNA binding protein 43 kDa, TARDBP)은 사람에서 TARDBP 유전자에 의해 암호화되는 단백질로, 중추신경계 내 신경세포에서의 mRNA 안전성, 수송 및 국소 번역을 조절한다.

연세대 김어수 교수팀과 영국 케임브리지·런던킹스 대학팀은 “전두엽 치매와 루게릭병 인지행동 장애를 일으키는 원인으로 TDP-43 유전자를 규명하고, 퇴행성 뇌질환 동물모델 인지행동 평가기술을 개발했다”고 27일 밝혔다.

기존 연구에서는 TDP-43 돌연변이가 전두엽 치매와 루게릭병의 원인 및 퇴행성 뇌질환을 일으킨다고 알려져 있었으나, 인지행동 장애를 일으키는 원인에 대해서는 아직까지 알려진 바가 없다.

연세대학교 연구팀은 유전자 가위(CRISPR) 기술을 활용해 전두엽 치매 및 루게릭병을 앓고 있는 환자의 TDP-43 유전자 돌연변이를 쥐의 뇌에 이식한 후 유전자 변화를 관찰했다.

그 결과, TDP-43 유전자의 DNA 염기서열 하나의 변화가 유전자 자기조절 기능의 고장을 일으킴으로써 단백질의 과잉발현을 초래하는 것으로 나타났다.

이러한 기능 이상은 전두엽 치매나 알츠하이머 치매와 관련된 다른 유전자들의 발현 이상을 초래한다는 것을 확인했다.

또 이러한 유전자 변화가 치매 증상으로 발현되는지를 확인하기 위해 영국 캠브리지 대학이 개발한 터치스크린 인지행동평가시스템을 사용해 TDP-43 유전자 돌연변이를 이식한 쥐의 인지행동을 분석했다.

분석 결과, 실제 전두엽 치매 환자의 주의 집중력 장애 및 기억력 장애와 동일한 증상을 보이는 것을 확인했으며, 전두엽에서 뇌활성을 조율하는 ‘파브알부민(parvalbumin) 신경세포 수가 현저히 감소한 사실을 발견했다.

김어수 교수는 "이번 연구를 통해 퇴행성뇌질환 치료 후보물질 효능과 효과성을 보다 정확히 예측하고 더 나아가 신약개발까지 이어질 수 있을 것”으로 기대하고 있다.

이번 연구는 신경과학분야의 최고권위 전문학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)’ 온라인판(3월 19일자)에 게재됐다.