파킨슨병 유발 유전자가 뇌종양에도 관여

최근 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 이규선 박사와 美 스탠포드 의대 Bingwei Lu 교수팀은 파킨슨병 원인 유전자 PINK1이 발암 유전자 Notch에 영향을 미쳐 파킨슨병 뿐만 아니라 뇌종양의 발현 및 증식에도 관여한다는 사실을 규명했다고 알려집니다.

 

연구에 따르면 PINK1 유전자가 세포의 미토콘드리아 기능을 저하시켜 도파민 신경세포 사멸을 촉진하고 이에 따라 파킨슨병(Parkinson's disease)을 유발한다는 사실은 이미 알려져 있었으나, Notch 유전자와 결합해 신호전달과정에서 조절인자로 작용한다는 사실을 밝힌 것은 처음이라는 것입니다.

 

연구팀은 초파리 모델과 뇌종양 환우 유래 신경줄기세포를 이용해 파킨슨병 유발 유전자 PINK1과 암 유발 유전자 Notch가 서로 결합하는 것을 관찰하였고, 이 과정에서 PINK1 유전자가 Notch 신호전달과정의 새로운 인자로서 미토콘드리아의 구성과 기능을 조절함으로써 신경줄기세포 항상성 유지에 기여하는 것을 증명했다는 것입니다.

 

연구팀은 Notch 유전자를 과도하게 발현시켜 뇌종양에 걸리게 만든 초파리 모델의 신경암세포에서 PINK1 유전자의 기능을 저해할 경우, 뇌종양의 크기가 현저히 감소하며, 세포증식률이 40% 이상 감소하는 것을 확인하였고, 게다가 PINK1 조작 초파리의 경우, 정상 초파리에 비해 신경줄기세포가 60% 이상 감소하는 것을 확인하였다는 것입니다. 나아가 뇌종양 환우로부터 분리한 신경암세포 및 인간의 정상 신경줄기세포를 이용해 PINK1 유전자 억제 효과를 살펴본 결과, PINK1 유전자 억제시 신경줄기세포와 신경암세포의 세포증식률이 현저히 감소하는 것을 확인되었다고 알려집니다.

 

위로부터 PINK1 유전자 결핍에 의한 신경줄기세포수의 감소, 초파리 신경암 모델에서의 PINK1 유전자 및 미토콘드리아 구성 단백질 억제효과, 초파리 신경암 모델에서의 PINK1 유전자 과발현 효과

 

연구팀은 미토콘드리아 기능 저해 화합물을 투여했을 때 신경줄기세포의 미토콘드리아가 변형돼 세포 증식이 억제되는 사실을 통해 PINK1이 신경줄기세포의 미토콘드리아 기능 조절에 매우 중요한 역할을 담당하는 것을 알 수 있었다고 밝혔고, 바이오나노연구센터의 이규선 박사는 '이번 연구결과는 향후 PINK1을 신경줄기세포 이용 신약 후보물질 검색 및 세포치료제 개발에 새로운 표적 유전자로 활용이 가능할 전망'이라며 신경퇴행성질환 치료 및 신경암 치료 기술개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다고 밝혔습니다.

 

이 연구결과는 세계적인 생명과학분야 학술지 가운데 하나인 '유전자와 발생(Genes & Development, IF 12.444)'에 표지논문으로 발표되었다고 알려집니다. 모쪼록 이런 국내 연구성과들이 조만간 뇌종양 치료에 많은 도움으로 이어졌으면 하는 바램입니다.