새로운 질환 발견(CMTX5)에 이은 원인유전자 독자적 규명
김종원 교수
과학기술부의 바이오기술개발사업 일환인 한국인 Hapmap 정보개발사업을 수행하는 성균관의대 삼성서울병원 김종원 교수팀은 CMTX5 질환의 원인유전자가 PRPS1 유전자의 돌연변이에 의한 것임을 세계 최초로 증명하였다. 이는 국내에서 질병의 직접적인 원인 유전자를 규명한 첫 사례이다.
김 교수팀은 2005년 새로운 유전성 말초 신경 질환을 발견하고, 이를 CMTX5로 명명하여 Neurology 학술지에 게재하였고, 2005년 말 이 질환의 발견자로 김종원 교수가 국제 공인을 받은 바 있다.
(2005년 6월 15일 각 주요 일간지 보도, 미국NIH(국립보건원) 웹사이트 주소: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=311070 참조.)
이번에 원인 유전자가 규명된 CMTX5는, 선천성 난청을 가지고 태어나 성장하면서 시신경의 손상으로 인해, 진행성 시각 장애와 말초 신경의 병변이 진행되어 ‘보행 장애’와 ‘발의 기형’이 일어나는 ‘유전성질환’으로 성염색체 열성 유전에 의해 남자에게만 발생한다.
이 질환의 원인유전자인 PRPS1 유전자는 DNA 등 핵산의 합성에 관여하는 핵심 유전자인데, 본 연구 결과를 통해 이제까지 알려지지 않았던 유전성 말초 신경 질환과의 관련성을 인정받게 되었다.
연구팀은 유전체 주사기술 (genome wide scanning technique)을 이용하여 질환을 발견, 이를 발표한 지 2년 만에 원인유전자까지 찾음으로써, 이제껏 국내에서는 불가능하다고 여겨져왔던 ‘질병유전자 발견’이 국내에서도 가능함을 증명하였다. 또한, 한국인 환자들의 임상 실험을 통해 질병유전자를 발견한 것에 이어 미국에서 Rosenberg-Chutorian 증후군으로 알려진 질환을 가진 서양인 환자들에서의 원인유전자도 CMTX5 질병유전자와 동일한 유전자의 돌연변이임을 밝혀 그 의미를 더하였다.
어떤 효과가 기대되는가?
유전체 주사 기술(genome-wide scanning technique) 은 임상의학, 분자유전학, 생물정보학이 종합되어야만 수행 가능하기 때문에 국내에서는 이제까지 이를 수행하기가 매우 어려운 실정이었다. 이미 서구 선진국에서는 이 기술을 이용하여 많은 희귀 유전질환뿐만 아니라 유방암이나, 대장암 등의 각종 암질환을 일으키는 유전자를 발견하기도 하였다. 이번에 김종원 교수팀이 국내 최초로 성공함으로써, 세계적 수준에 맞추어 새로운 한국인 특이 유전질환이나 서양에서도 아직 밝혀지지 않은 유전질환들을 국내에서 체계적으로 규명하고, 원인유전자를 발견할 수 있음을 보여준 것으로 평가된다.
이번에 밝혀진 PRPS1은 CMTX5 질환의 원인 유전자 규명뿐만 아니라, 이제까지 거의 관련 지식이 알려지지 않았던 말초신경의 생리기전 이해에 중요한 기여를 할 것으로 보인다.
동 연구 성과는 직접적으로, 유전적으로 PRPS1 효소의 활성도가 감소하여 CMTX5 질환을 가진 환자에게서 효소 활성도를 회복시키는 약제 개발을 통해 치료 및 증상 진행의 억제에 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.
또한, 유전성이 아닌 약제 등에 의한 말초신경병증은 기전이 알려져 있지 않은 매우 흔한 치료합병증으로, 각종 항암제, 고지혈증 치료제로 인해 발생하는데, 이런 경우 현재로써는 ‘투약 중단’이외에 다른 치료법이 없는 실정이다. 그런데 본 연구 성과를 통해 이러한 약제 부작용이 본 유전자의 기능 이상과 관련이 있을 것이라는 단서를 얻게 됨으로써, CMTX5 원인 유전자 규명은 이러한 말초신경 부작용을 치료하거나 완화시킬 수 있는 새로운 종류의 신약개발 target으로 부상하게 되었으며, 이는 유전자 특허를 통해 독점적인 지적 재산을 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
유전 질환의 원인 규명을 통한 신약 개발 target의 발굴은 유전자의 기능이상이 인체에 미치는 영향을 미리 알게 됨으로써, 동물실험이나 기초실험을 통한 인체 효과의 추정 과정을 생략할 수 있으므로 신약개발 기간과 비용을 대폭 단축하게 하는 효과도 있을 것이다.
사람이 가진 약 25,000여개 유전자중에서 질병과의 직접적 연관성이 규명된 유전자는 약 2,500개 수준에 불과하다. 아직 많은 유전자들이 질병의 원인으로 확인되지 않은 상태인데, 이번 연구 성과를 발판으로 삼아 한국인 환자에 대한 집중적인 연구를 통해 새로운 유전질환과 원인 유전자를 발견할 수 있을 것으로 보인다.
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