최근 과학자들은 실험쥐를 대상으로 한 연구에서 조울증을 일으키는 부가적인 유전자를 발견했다. 이를 통해서 이 유전자를 통제할 수 있는 약물을 이용해서 증상을 조절할 수 있을 것이다. 단일 유전자의 중복(그리고 뇌세포에서 대응하는 단백질의 과잉)으로 인해 실험쥐에게서 발작과 조울증과 같은 행동을 일으키게 된다는 사실이 밝혀졌다. 하지만 광범위하게 사용되는 약물은 이 증상을 되돌릴 수 있으며 이를 통해서 일상적 치료에 반응하지 않는 과잉활동의 증상을 갖고 있는 사람들에게도 도움이 될 수 있을 것이다.
뇌세포 사이의 연결을 만들어내는 시냅스에서 유연한 기능성은 사회적인 에티켓에서 일상적인 의사결정에까지 모든 것을 통제하는 기능에 중요하다. 일부 신경정신병학적 질환은 시냅스의 기능이 잘못되면서 일어나며 연구자들은 정신분열증이나 자폐증과 같은 신경정신질환이 메시지가 세포 사이에서 중계되는데 도움을 주는 기본적인 기초적인 단백질 중 하나를 부호화하는 유전자인 SHANK3의 다른 복사본의 돌연변이나 손실을 추적한다 (Gauthier, J. et al. 2010). 일부 주의력결핍 과잉행동장애 (attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)와 아스퍼거 장애 (Asperger’s syndrome) 또는 정신분열을 앓고 있는 사람들은 SHANK3 유전자를 갖고 있는 DNA 지역에서 부가적인 복사본을 갖고 있다 (Failla, P. et al. 2007).

SHANK3의 역할을 연구하기 위해서 휴스턴의 베일러 의대 (Baylor College of Medicine)의 신경유전학자인 휴다 조그비 (Huda Zoghbi)의 연구팀은 이들 유전자를 복제한 실험지를 만들었다. 조그비는 “이 실험쥐는 놀랍게도 과잉행동을 보였으며 미친 것처럼 돌아다닌다”고 말했다. 하지만 이 실험동물은 전형적으로 ADHD를 치료하는데 사용되는 약물에 반응하지 않았다. 대신 이 과잉행동은 악화되었다. 조그비는 “이것은 전형적인 ADHD가 아니었다”고 말했다. 이번 연구는 학술지 <네이처>지에 발표되었다. 이번 논문은 “유전자 양의 중요성을 보여주는 훌륭한 사례이다. 그리고 유전자 복사본을 갖고 있는지, 하나를 갖고 있는지 아니면 두 개를 갖고 있는지 여부는 매우 중요하다”고 메릴랜드 베데스다의 국립정신보건연구소 (National Institute of Mental Health)의 소장인 토마스 인셀 (Thomas Insel)은 말했다.

과잉행동과 더불어 이 실험쥐는 강박과 같은 행동과 발작이 결합된 행동을 보였다. 이것은 과운동증 (hyperkinesia)을 의미한다. 연구자들은 임상데이터베이스를 통해서 이들 실험쥐와 유사한 특징을 보이는 환자 두 명의 기록을 발견했으며 이들은 SHANK3의 복제본을 갖고 있었다. 한 명은 조울증과 간질을 앓고 있었으며 다른 사람은 발작과 과잉행동과 집중장애 및 강압적 행위를 보이는 ADHD 장애를 앓고 있었다. 이러한 실험쥐처럼 이 환자는 ADHD를 치료하는데 사용하는 약물인 암페타민 (amphetamines)에 반응하지 않았다. 다양한 치료를 시도한 후에 연구자들은 실험쥐에 항경련약물과 기분을 안정시키는 약물로 조울증과 간질 치료에 사용되는 항경련제 (valproate)를 제공했다. 놀랍게도 이 약물은 효과가 있었다. 이 연구결과를 통해서 과도한 SHANK3 단백질은 정신병적 증후군을 일으킨다고 주장했다.

캘리포니아 주립대학 샌디에이고 (UC San Diego)의 소아신경학자이며 유전학자인 조 글리슨 (Joe Gleeson)은 이번 연구는 “최초로 광범위하게 연구한 사례로 실험쥐 신경질환의 유전자 숫자의 중요성을 보여준 사례”라고 말했다. 그는 이번 논문은 이들 질환의 기저에 문제를 해결하고 신경정신약학에서 단백질학 및 인간유전체학까지 다양한 문제를 다루고 있으며 이번 연구는 모든 것과 연결되어 있다고 주장했다.

출처: 네이처 2013년 10월 28일 (Nature doi:10.1038/nature.2013.14016) / KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-10-30
원문참조:

Zoghbi, H. Y. Science 302, 826?830 (2003).
Gauthier, J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 7863?7868 (2010).
Failla, P. et al. Clin. Genet. 71, 599?601 (2007).
Han, K. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature12630 (2013).