KAIST, '치매' 비밀 밝힐 뇌 면역 유전자 세계 최초 규명

우리 연구진이 뇌 속 별아교세포가 면역 반응을 켜고 끄는 '스위치'를 지니며, 이를 조절하는 핵심유전자가 성인 이후 개인의 뇌 질환 취약성을 결정함을 세계 최초로 밝혀냈다. 향후 퇴행성뇌질환을 포함한 다양한 뇌 면역 반응 원인 규명, 치료 전략 마련 단서를 찾아냈다.

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 정인경 생명과학과 교수와 정원석 기초과학연구원(IBS·원장 노도영) 혈관 연구단 부연구단장(KAIST 생명과학과 교수) 공동연구팀이 이같은 성과를 거뒀다고 24일 밝혔다.

NR3C1 유전자(글루코코르티코이드 수용체)가 별아교세포의 면역 반응을 어떻게 억제하는지 보여주는 연구 모식도.

연구팀은 쥐 모델을 활용해 별아교세포 발달 시기별 유전자 조절 프로그램을 정밀 분석한 결과, 별아교세포가 자라나는 과정에서 중요한 55개 유전자 조절 단백질(전사인자)을 찾아냈고, 그중에서 NR3C1이라는 유전자가 아기 뇌가 처음 발달할 때 '가장 중요한 스위치' 역할을 함을 사실을 밝혔다.

이 유전자가 없다고 어릴 때 뇌 발달이 크게 망가지지는 않았다. 다만 성인이 된 뒤 뇌에 자가면역성 질환을 일으키면, NR3C1이 없는 경우 뇌가 과도하게 염증 반응을 일으키고 병이 훨씬 심해졌다.

NR3C1이 아기 뇌에서 면역 스위치를 미리 켜둘 준비를 하는 '엔진 예열 버튼'인 후성유전적 프라이밍 제어 역할을 하며, 성인이 된 뒤 뇌가 과도한 면역 반응을 일으키지 않도록 지켜주는 것이다.

정원석 부연구단장은 “별아교세포 면역 기능이 후성유전적 기억에 의해 조절된다는 사실을 처음 규명했다”며 “향후 알츠하이머병 등 퇴행성 뇌 질환 원인 규명에 기여할 것”이라고 말했다.

KAIST 생명과학과 정인경 교수는 “이번 연구는 별아교세포 발달 특정 시기가 성인기와 노인기 뇌 질환 취약성을 좌우할 수 있음을 보여줬다”며 “게놈 3차원 구조 기반 연구가 다발성경화증(MS) 등 면역성 뇌 질환의 새로운 발병 원리 이해와 치료 전략 개발로 이어질 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 KAIST 생명과학과 박성완 박사와 박현지 박사과정 학생이 제 1저자로 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 22일 온라인 게재됐다.

한편 이번 연구는 서경배과학재단, 보건복지부, 과학기술정보통신부, IBS 지원을 받아 수행됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com