파킨슨병 새 원인유전자 발견
파킨슨병 새 원인유전자 발견
  • 김형원 기자
  • 승인 2020.03.25 09:20
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유전질환 라이소좀병 원인 '프로사포신'

파킨슨병의 새로운 원인유전자가 발견됐다. 일본 준텐도대학 신경학 연구팀은 라이소좀병의 원인인 프로사포신 유전자가 파킨슨병에 관여하고 있다고 지난 19일 밝혔다.

라이소좀은 지질과 당질 등을 분해해 배출하는 다양한 효소를 가진 세포내소기관으로 고분자 화합물의 분해와 오토파지(자식작용)의 장소다.

파킨슨병의 주요 원인 단백질인 알파시누클레인도 통상은 라이소좀에서 분해된다. 그리고 라이소좀에서 당지질을 분해하는 효소가 타깃인 분자에 잘 접근하도록 도와주는게 프로사포신이라는 단백질이다.

프로사포신은 라이소좀에서 분해되는 A, B, C, D 등 4가지 사포신으로 구성돼 있으며 라이소좀 효소기능에 윤활유 역할을 한다.

라이소좀병은 유전자변이로 인해 라이소좀 효소 활성이 떨어져 분해되는 물질이 체내에 쌓여 여러가지 장기장애를 초래한다. 이는 프로사포신의 유전자 변이로도 일어난다고 알려져 있다.

라이소좀병의 원인 유전자가 파킨슨병 발생의 유전적 원인이라는 사실은 앞선 연구에서도 확인됐다. 이번 연구에서는 라이소좀병에 관여하는 사포신, 프로사포신도 파킨슨병에 관여한다는 가정 하에 진행됐다.

연구팀은 파킨슨병 DNA은행에서 프로사포신 유전자변이례를 탐색해 3례의 가족성 파킨슨병환자 3가계를 발견했다. 이들 모두 프로사포신 유전자이상으로 확인됐다. 

이어 대만과 일본의 고발성(가족성과 반대 개념) 파킨슨병환자 1,105명의 DNA를 분석한 결과, 프로사포신 유전자의 사포신D 근처에 유전자다형이 확인됐으며, 건강대조군 보다 유전자이상 빈도가 약간 높았다. 

사포신D 기능은 잘 알려져 있지 않지만 앞선 연구에 따르면 프로사포신속의 사포신D 영역은 세포막 지질과 결합해 프로사포신을 라이소좀으로 이동시키는 중요한 영역이다. 

그래서 연구팀은 프로사포신의 사포신D영역에 이상이 있으면 프로사포신이 라이소좀으로 이동되면서 4종류의 사포신으로 분해되는 과정에서 이상이 일어난다는 가설을 세웠다.

가족성 파킨슨병환자의 혈액으로 만든 유도만능줄기세포(iPS)세포를 도파민신경세포로 분화시키자 소포체 마커인 PDI단백과 프로사포신이 모두 존재하며, 사포신D 영역의 유전자변이는 프로사포신을 소포체에 정체시키는 것으로 확인됐다.

또한 알파시누클레인 이상에 대해서도 확인한 결과, 사포신D영역에 변이가 있는 가족성 파킨슨병환자의 도파민 신경세포에서 알파시누클레인이 축적되는 것으로 나타났다. 

연구팀은 사포신D영역 변이 마우스를 이용한 동물실험에서 노화되면서 운동장애를 일으켜 도파민 신경세포의 변성이 나타나는 등 파킨슨병 상태가 재현된다는 사실도 확인했다.

연구팀은 프로사포신이 파킨슨병의 병태 해명과 치료법 개발의 단서가 될 수 있다고 보고 있다. 



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