생명공학부 김상룡 교수팀은 유전성 소뇌실조증 동물모델(Spinocerebellar Ataxia Type 2, SCA2 마우스)에서 소뇌 내 아데노부속바이러스(Adeno-associated virus, AAV) 운반체 기반의 특정 유전자 구조물 주입에 의한 운동기능 및 신경세포 보호 효능을 검증하여 소뇌실조증에 대한 유전자 치료제의 활용 가능성을 제시하였다.

소뇌실조증(Cerebellar Ataxia)은 소뇌의 점진적 손상과 함께 운동장애가 나타나는 희귀 난치성 뇌질환 중 하나로 초기 진단의 어려움과 함께 증상마저 다양하게 나타나는데, 현재까지 실효적 치료제가 없어 발병이 시작된 환자들은 많은 고통을 받고 있는 실정이다.

김상룡 교수팀은 소뇌실조증 극복을 위한 신규 치료 전략방안으로 신경세포 보호에 도움이 되는 신경영양인자의 지속적 발현 유도와 함께 유해한 신경염증 환경에서 신경세포 보호 기능을 갖는 것으로 보고된 특정 내인성 인자 Ras homolog enriched in brain(Rheb)의 구조적 활성형 인자[Rheb(S16H)]를 신경세포에서 과발현을 유도할 수 있게 아데노부속바이러스 운반체 기반의 유전자 구조물[AAV-Rheb(S16H)]을 제작하여 연구를 진행하였다. 이를 유전성 소뇌실조증 동물모델의 소뇌 내에 뇌수술을 통해 도입하고 Rheb(S16H) 단백질 과발현 유도에 의한 소뇌 보호 효과를 연구하였다.

연구 결과, Rheb(S16H) 단백질 과발현을 소뇌에 유도한 유전성 소뇌실조증 동물모델은 해당 단백질 과발현을 유도하지 않은 일반 소뇌실조증 동물모델 대비 소뇌 내에서 신경세포를 보호하는 주요 신경영양인자 단백질의 양이 현저하게 증가함을 확인하였고, 궁극적으로 유전성 소뇌실조증 동물모델에서 주령 개월 수에 따른 장기적 운동 능력의 감소도 크게 개선하고 있음을 확인할 수 있었다.

김상룡 교수는 “이번 연구 결과는 실효적 치료제(법)이 없는 소뇌실조증에 대한 신규 방안으로 효과적인 유전자 치료제 개발과 활용이 중요한 방안이 될 수 있음을 보여주는 것”이라고 밝혔다.

이번 연구의 진행은 보건복지부 공익적의료기술연구사업의 지원으로 수행되었다. 생명공학부 김세환 박사와 대학원생 박준우, 어혜미 학생이 공동 제1저자로 참여하였으며, 경북대학교 뇌과학연구소 남영표 박사와 생명공학부 김상룡 교수(뇌과학연구소 소장)는 공동 교신저자로 연구를 진행하였다. 연구 결과는 약리학 및 약학 분야 우수 국제학술지인 Acta Pharmacological Sinica(JCR 상위 4.1%)에 3월 3일자로 온라인판에 게재되었다. 

<사진 왼쪽부터 김상룡 교수, 남영표 박사>