자폐를 포함해 다양한 뇌 발달 장애를 유발하는 ‘ADNP 증후군’의 병리기전이 밝혀졌다. ADNP 증후군의 치료는 물론 자폐증의 발병 기전과 치료에 관한 연구에도 실마리를 제공할 것으로 기대된다.
기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 김은준 단장 연구팀은 높은 빈도로 자폐증을 유발하는 것으로 알려진 ADNP 유전자의 결손이 어떻게 자폐 증상을 포함한 ADNP 증후군을 유발하는지 그 병리 기전을 밝히고, 새로운 치료 가능성을 제시했다.
자폐증(자폐 스펙트럼 장애)은 사회적 상호작용의 저하와 반복 행동의 증가 외에도 지적 장애, 과잉 행동, 불안 장애 등을 동반한다. 유병률이 전 세계적으로 2.8%(36명 중 1명)에 달해 자폐증의 원인 규명과 치료법 발견이 절실하다. 자폐증의 원인으로 유전적 요인 및 환경적 요인, 뇌의 기능 이상 등이 다양하게 보고되고 있으나, 아직 명확한 원인이 밝혀지지 않았다.
자폐증을 유발하는 것으로 보고된 1천 개가 넘는 다양한 유전자 중에서도, ADNP는 높은 빈도로 자폐증을 유발하는 유전자로 알려져 있다. ADNP 유전자의 돌연변이는 자폐증 외에도 언어 및 운동 지체 등 다양한 뇌 발달 장애를 유발하는데, 이를 통칭해 ADNP 증후군이라고 한다.
김은준 단장 연구팀은 ADNP 결손 생쥐 모델을 이용해 신경세포의 흥분성과 시냅스 기능의 변화를 확인하고, 전사체 및 단백체 분석, 전기생리학적 분석 등으로 ADNP 결손 시 나타나는 자폐 관련 증상의 원인을 밝혔다.
연구 결과, ADNP 결손 생쥐는 기억력 및 사회성 감소, 불안장애 증가 등 다양한 자폐 유사 증상을 보였으며, 신경전달의 일종인 시냅스 가소성이 과도하게 증가되어 있는 것을 확인했다. 그리고 이 변화는 흥분성 시냅스의 형성, 신호 전달 등을 조절하는 CAMK2라는 시냅스 효소 단백질과 그 기질 단백질들의 과도한 인산화가 원인임을 발견했다.
이러한 결과를 바탕으로, 연구진이 CAMK2에 인산화 억제제(KN-62)를 처리했을 때 시냅스의 신경전달이 정상 수준으로 회복되는 것을 확인했다. 이는 CAMK2의 과인산화가 ADNP 결손 생쥐에서 보이는 과도한 신경전달 및 자폐 관련 행동을 유발함을 나타내며, CAMK2의 활성 억제가 자폐 및 ADNP 증후군의 새로운 치료 방법이 될 수 있음을 시사한다.
김은준 단장은 “자폐증의 핵심적 특징인 인지적 경직성이 ADNP 결손 생쥐 모델에서도 확인됐다”며, “이번 연구는 CAMK2 단백질의 인산화 억제를 통한 시냅스 가소성 회복이 ADNP 증후군과 자폐 증상 치료에 효과적일 수 있음을 보여준다”고 전했다.
이 연구결과는 국제학술지 ‘분자 정신과학(Molecular Psychiatry)’에 6월 26일 온라인판에 게재됐다.
