DGIST 뉴바이올로지학과 김민식 교수팀과 서울대학교 이용석 교수팀, 고려대학교 안준용 교수팀, 건국대학교 신찬영 교수팀이 공동연구를 통해 자폐스펙트럼장애의 발생 메커니즘에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명했다고 밝혔다.

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

그 중 ‘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 타켓에 대한 연구는 아직 진행되지 않아 치료 약물 개발은 어려웠다.

김민식 교수팀은 건국대학교 신찬영 교수팀이 개발한 발프로산 처리 생쥐 모델을 이용하여 고려대학교 안준용 교수팀과 함께 다중오믹스 분석을 시행했다.

다중오믹스는 유전체, 전사체, 단백체 등을 통합하여 생물체 내의 복잡성 네트워크를 탐색하고, 이를 바탕으로 질환 기전 규명 및 바이오마커를 발굴하는 기술이다.

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 이용하여 자폐성 행동양식을 관찰했으며 이 생쥐 모델의 전두엽에서는 흥분성과 억제성 신경전달 사이의 균형이 깨져 있음이 발견됐다.

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.

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

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

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

과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine (IF:12.8)’에 게재됐다.