약물 부작용과 자폐스펙트럼장애의 숨겨진 연결고리 발굴

다기관 공동연구로 임산부의 발프로산 약물 사용에 따른 자폐스펙트럼장애 발생 메커니즘 규명 국제 저명 학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine’ 게재

대구경북과학기술원(총장 국양, 이하 DGIST) 뉴바이올로지학과 김민식 교수팀이 서울대학교 이용석 교수팀, 고려대학교 안준용 교수팀, 건국대학교 신찬영 교수팀과 공동연구를 통해 자폐스펙트럼장애의 발생 메커니즘에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명했다고 17일(목) 밝혔다.

자폐스펙트럼장애는 초기 아동기부터 발생하는 신경 발달 장애 중 하나로, 사회적 의사소통과 상호작용에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사 및 흥미, 활동 범위 등이 제한되고 반복적인 행동 특징을 보이는 질병이다. 일부 연구에 의하면 50~60명 당 1명의 어린 아이가 자폐스펙트럼장애 진단을 받고 있다고 할 정도로 비교적 흔한 질병이다.

자폐스펙트럼장애의 발생은 유전적 요인 뿐 아니라 임신 중 심한 감염이나 특정 약물에 노출되는 것과 같은 다양한 환경적 요인이 작용하는 것으로 알려져 있다.

한편, ‘발프로산’이라는 약물은 임신 중 사용될 경우 태아의 뇌 발달에 영향을 미칠 수 있고 자폐스펙트럼장애와 관련된 원인이 될 수 있음이 건국대 신찬영 교수팀의 이전 연구 결과 등을 통해 잘 알려져 있다. 그러나, 분자 타깃에 대한 연구는 아직 진행되지 않아 치료 약물 개발은 어려웠다.

이에 김민식 교수팀은 건국대학교 신찬영 교수팀이 개발한 발프로산 처리 생쥐 모델을 이용해 고려대학교 안준용 교수팀과 함께 다중오믹스 분석을 시행했다. 그 결과, 발프로산 약물 부작용으로 인한 자폐 모델 생쥐의 전전두엽에서 자폐스펙트럼 장애에 영향을 미치는 Rnf146 유전자 발현이 증가하는 것을 관찰했다. 

또한 서울대학교 의과대학 이용석 교수팀과 협력해 Rnf146 발현 모델을 이용해 자폐성 행동양식을 관찰했으며 이 생쥐 모델의 전두엽에서는 흥분성과 억제성 신경전달 사이의 균형이 깨져 있음이 발견됐는데 이에 대해 서울대 이용석 교수는 “이는 다른 자폐 모델들에서도 공통적으로 발견되는 현상으로 본 연구가 자폐를 유발하는 공통적 원인을 밝히는데 기여한다”고 말했다.

본 연구 결과는 자폐스펙트럼장애와 관련한 기전을 더 심도 있게 이해할 수 있으며, 나아가 자폐스펙트럼장애에 대한 조기 진단과 치료 방법을 발전시키는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

DGIST 뉴바이올로지학과 김민식 교수는 “앞으로도 다기관 공동연구를 통해 지속적으로 다양한 발달장애 모델에 대한 다중오믹스 통합 분석과 모델 생물에 대한 통합적 연구를 수행해 자폐스펙트럼장애의 핵심 네트워크를 규명하고 치료 타깃을 발굴하고자 한다”고 말했다.

건국대 신찬영 교수는 “본 연구 결과는 환경오염인자 등에 의한 자폐 유발 가능성과 그 기전과 관련된 추가 연구의 기반이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

고려대 안준용 교수는 “특히, 다중오믹스 기술은 뇌발달 과정의 새로운 분자 네트워크를 규명하고, 다양한 자폐 모델의 핵심 조절 유전자를 밝히는데 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 

한편, 본 연구 성과는 지난 2023년 8월 1일 ‘Experimental & Molecular Medicine (IF 12.800, JCR 4.8%)’에 게재됐으며 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다.