한국생명공학연구원(이하 생명연) 줄기세포연구센터 정초록 박사팀이 희귀난치성 질환인 유전성 하지강직성 대마비 증후군(HSP)에 대한 유전자치료 기술을 개발했다.
유전성 하지강직성 대마비 증후군의 원인 유전자인 ARL6IP1 유전자의 변이에 따른 병인 기전 규명 및 아데노부속 바이러스 기반 유전자 치료제 치료효능 검증 모식도. 한국생명공학연구원 HSP는 다리 근육이 뻣뻣해지고 약해지며 마비로 진행되는 유전성 신경계질환으로, 10만 명당 1.8명꼴로 발생한다.
발병 원인으로 80여 종의 유전자가 관여하는 것으로 알려져 치료제 개발이 어려워 근본적인 치료제가 없었다.
이번 연구에서 생명연은 ARL6IP1 유전자에 의한 HSP 발병 메커니즘을 밝혀냈다.
연구팀은 마우스 질환 모델에서 ARL6IP1가 미토콘드리아 연결 소포체 막(MAM)에 존재하면서 세포소기관의 항상성에 관여, 신경염증에 의한 신경세포 손상을 조절하는 것을 발견했다.
이는 ARL6IP1의 기능상실이 유발한 자가포식 조절 이상으로 손상된 미토콘드리아가 신경세포에 축적되면 신경퇴행이 발생해 HSP가 발병한다는 것을 확인한 것이다.
HSP 질환의 원인유전자 ARL6IP1의 MAM 조절 단백질로서의 신규 기능 규명. 한국생명공학연구원 연구팀은 이를 바탕으로 HSP에 대한 유전자치료 기술을 개발하고 동물모델 효능검증까지 마쳤다.
이를 통해 ARL6IP1을 아데노 부속 바이러스(AAV) 전달체에 탑재한 유전자 치료제로 HSP 질환 마우스가 하지 강직성이 감소되고 보행장애가 호전됐을 뿐 아니라 뇌 조직상 병변과 신경염증 반응도 개선된 것이 나타났다.
HSP 환자 질환표현형을 모방하는 마우스 질환 동물모델. 한국생명공학연구원 정 박사는 “HSP에 대한 새로운 기전을 제시하고 유전자치료 가능성을 열었다는데 큰 의미가 있다”며 “이번 연구성과가 희귀질환 유전자 치료제 개발에 널리 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
