[메디컬투데이=이승재 의학전문기자] 신경퇴행성 질환과 관련된 DNA 변이가 뇌 장벽과 뇌의 면역 체계에 변화를 일으킨다는 연구 결과가 나왔다.

뇌 지도 기술을 이용해 대표적인 신경퇴행성 질환 관련 DNA 변이가 뇌에 미치는 영향을 조직화한 연구 결과가 ‘뉴런(Neuron)’에 실렸다.

지난 수년간 대규모 유전자 연구를 통해 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환의 원인이 되는 수많은 DNA 변이가 밝혀졌다.

그러나 이러한 변이의 90% 이상은 단백질을 만드는 데 직접적으로 관여하지 않는 ‘정크 DNA(junk DNA)’였기에, DNA 변이가 어떠한 과정을 통해 신경퇴행성 질환 발생으로 이어지는지 밝혀진 바가 없었다.

이는 현재까지 어떤 생물학적 ‘스위치’가 어떤 유전자를 제어하고, 어떤 특정 뇌세포의 작동으로 이어지는지에 대한 전체적인 지도가 없기 때문이다.

미국 샌프란시스코의 캘리포니아 주립대학(UCSF)과 글래드스톤 연구소(Gladstone Institutes) 연구진은 사후 인간 뇌 조직에서 혈관 세포와 면역 세포를 분리해 뇌의 생물학적 지도를 만들어낼 수 있는 기술인 ‘MultiVINE-seq’을 개발했다.

이 기술을 통해 연구진은 각 신경 세포 내에서 염색질 접근성으로 알려진 ‘디머 스위치(dimmer switch)’와 유전자 활동의 정보를 조직화할 수 있었다.

연구진은 뇌 샘플 30개를 MultiVINE-seq 기술로 분석해 신경퇴행성 질환의 유전적 위험을 동반하는 DNA 변이가 뇌에 어떠한 영향을 일으키는지 조사했다.

연구 결과 이러한 DNA 변이는 뇌의 장벽 체계에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

뇌졸중의 경우, DNA 변이는 혈관의 구조적 무결성(structural integrity)과 관련된 유전자에 영향을 미쳐 혈관의 물리적 구조에 변화를 일으켰다.

알츠하이머병의 경우, DNA 변이는 면역 활동을 조절하는 유전자를 증폭시켜 뇌에 과도한 염증을 일으켰다. 특히 알츠하이머병의 DNA 변이 중 하나인 ‘PTK2B’는 면역 세포인 T 세포가 뇌 속으로 쉽게 들어오도록 하여 뇌 내 면역 체계를 과도하게 활성화했다.

이러한 T 세포는 알츠하이머병 환자의 뇌에 축적되는 독성 물질인 ‘아밀로이드 플라크(amyloid plaque)’ 근처에서 두드러지게 관찰됐다.

연구진은 PTK2B는 표적 약물이 개발 중인 DNA 변이이며, 관련 임상시험이 진행 중이기 때문에 잠재적으로 알츠하이머병의 치료 표적이 될 수 있다고 설명했다.

그들은 이러한 결과를 바탕으로 DNA 변이가 뇌의 장벽과 면역 체계에 영향을 미쳐 신경퇴행성 질환을 일으킨다고 결론지었다.