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자폐·뇌 발달장애 유발원인 밝혔다…치료제 개발 기대

IBS, 뇌 발달·기능 조절에서 TANC2 단백질 중요성 규명

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2021-05-11 18:00 송고
TANC2에 의한 mTOR 신호전달체계의 균형 유지 모식도(IBS 제공) ©뉴스1

기초과학연구원(이하 IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 김은준 단장 연구팀이 TANC2 단백질 결손이 자폐 및 뇌 발달장애를 유발하는 메커니즘을 규명했다.  

TANC2 유전자 돌연변이에서 기인한 자폐 및 뇌 발달장애 치료제 개발에 큰 도움이 될 전망이다.

11일 IBS에 따르면 자폐증(Autism spectrum disorders)은 뇌 발달장애의 한 종류로, 세계 인구의 약 2%가 앓고 있다.

연구팀은 이전 연구에서 ‘TANC2 단백질(신경세포의 흥분성 시냅스에 존재하는 단백질)’이 정상적인 뇌 발달에 필수적임을 규명했다.

이후 다양한 임상연구를 통해 TANC2와 자폐 및 뇌 발달장애의 연관 가능성이 제기됐지만 정확한 발병기전을 밝히지는 못했다.

이번 연구에서는 TANC2 단백질이 mTOR 단백질의 직접 억제자(negative regulator)로서 뇌 발달 및 기능을 조절함을 규명했다.

연구진은 TANC2 단백질과 mTOR 신호전달의 관계를 파악하고자 TANC2 발현이 절반으로 줄어든 자폐증 생쥐모델을 제작했다.

실험 결과, TANC2 단백질 결손이 mTOR 신호전달 단백질의 비정상적 과활성화로 이어져 시냅스 및 기억·학습 등의 뇌 기능이 저하됐다.

이때 mTOR 저해 약물인 라파마이신(Rapamycin)을 투여하면 시냅스 및 뇌 인지 기능이 정상으로 회복됐다.

인간 줄기세포 유래 신경세포에서 TANC2의 발현을 감소시켰을 때 mTOR 신호전달체계의 과활성이 나타남(IBS 제공) ©뉴스1

이는 TANC2 단백질이 mTOR 신호전달 단백질을 저해해 뇌 기능을 조절한다는 의미다.

연구팀은 나아가 인체의 신경세포에서 TANC2가 줄어들면 mTOR 신호전달체계가 비정상적으로 활성화됨도 발견했다.

인간의 신경계에서도 TANC2가 mTOR 저해인자로서 뇌 발달 및 뇌 기능을 조절하는 것이다.

김은준 단장은 “mTOR 신호전달 억제제를 TANC2 유전자 돌연변이에서 기인한 자폐 및 뇌 발달장애의 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11일자 온라인판에 게재됐다.


km5030@news1.kr

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