알츠하이머병과 다발성경화증 등 성인 뇌 질환의 취약성을 결정하는 핵심 유전자가 규명됐다. 어릴 때 뇌 발달 과정에서 형성되는 특정 유전적 차이가 성인이 되면서 왜 뇌 질환 취약성으로 이어지는지에 대한 오랜 수수께끼를 푸는 중요한 단서가 될 것으로 기대된다.
KAIST는 정인경 생명공학과 교수와 정원석 기초과학연구원(IBS) 부연구단장 공동 연구팀이 알츠하이머병 등 뇌 질환에 대한 개인의 취약성을 결정하는 뇌 속 별아교세포(astrocyte)의 핵심 유전자 'NR3C1'을 처음으로 확인했다고 24일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.
연구팀은 쥐 실험을 통해 뇌와 척수에서 차지하는 비중이 높은 별아교세포의 발달 시기별 유전자 조절 프로그램을 정밀하게 분석했다. 그 결과 NR3C1 유전자가 출생 직후 발달 단계에서 장기적인 면역 반응 억제를 조절하는 핵심 조절자라는 사실을 확인했다.
연구팀은 최신 기술인 3차원 후성유전체 분석을 활용해 별아교세포가 성장하는 과정에서 중요한 유전자 조절 단백질 55개를 찾아냈다. 그중 NR3C1 유전자는 어린 뇌의 면역 체계를 조절하는 가장 중요한 스위치 역할을 수행했다.
흥미로운 점은 NR3C1 유전자가 없어도 어린 시절 뇌 발달 자체에는 큰 문제가 없다는 것이다. 하지만 성인이 되어 자가면역성 뇌 질환이 발생했을 때 NR3C1이 없는 경우 뇌가 과도하게 염증 반응을 일으켜 병이 심해졌다.
이는 NR3C1 유전자가 어린 시절에 ‘후성유전적 프라이밍’이라는 과정을 통해 성인이 되었을 때 뇌가 과도한 면역 반응을 일으키지 않도록 미리 준비시켜주는 역할을 한다는 것을 의미한다.
이번 연구는 특정 시기의 유전자 조절이 성인기 뇌 질환 취약성에 장기적인 영향을 미친다는 것을 보여준다. 정인경 교수는 "앞으로 게놈 3차원 구조 기반 연구를 통해 다발성경화증과 같은 면역성 뇌 질환의 발병 원리를 이해하고 새로운 치료 전략을 개발하는 데 중요한 단서가 될 것"이라고 강조했다.
<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41467-025-64088-5
