오가노이드(Organoid :줄기세포를 배양해 사람의 장기와 비슷하게 만든 유사체)를 이용해 근육 영양 장애인 제1형 근긴장성 이영양증(DM1)과 신경 장애인 레트증후군(RS) 사이의 근본적인 유사점을 발견한 새로운 연구 결과가 나왔다. 이 연구로 별다른 치료제가 없는 근위축증 환자를 치료하는 데 사용하는 만능 줄기세포주를 만들 수 있는 가능성이 높아졌다.
제1형 근긴장성 이영양증(DM1)은 근육이 지속적으로 소모되고 쇠약해지는 유전성 근육 영양 장애로 근위축증의 가장 흔한 형태다. 이 유형의 환자는 다른 유형과 달리 자폐 스펙트럼 장애와 비슷한 학습 장애·사회적 장애와 함께 진행성 신경 인지장애 증상을 나타낸다. 레트증후군(RS)은 뇌 발달 방식에 영향을 미치는 희귀한 유전성 신경 장애로 초기에 운동 능력과 언어를 점차 잃는 난치병이다.
미국 캘리포니아대(UC) 의대 신디에이고 캠퍼스 연구팀은 이들 두 질환의 유사성을 발견했다. 연구 책임 저자인 UC 의대 신디에이고 캠퍼스 진 여(Gene Yeo) 교수(세포·분자 의학)는 “유전자에서 확장된 CTG(시토신-티민-구아닌) 반복 확장이 신경 과정에 미치는 영향을 연구하기 위해 발달 중인 인간 피질을 시뮬레이션하는 3차원 뇌 오가노이드로 전환했다”고 말했다. 이 모델은 독성 리보핵산(RNA) 응집체를 갖고 있는 실제 제1형 근긴장성 이영양증 환자의 유도 만능 줄기세포주로 만들 수 있는 것으로, 자궁 내 피질 발달을 모방했다고 그는 설명했다.
최근 연구 결과를 보면 유전된 디옥시리보핵산(DNA) 반복 수가 많을수록 더 일찍 증상이 나타나고 중추 신경계에 대한 질병의 영향이 더 커진다. 현재까지 제1형 근긴장성 이영양증 환자의 경우 골격·심장근육의 결함만 치료 대상으로 삼고 있다.
주요 저자인 카트린 모렐리 박사(박사후 과정)는 레트증후군 환자에 대한 NMDA(N-methyl-d-aspartic acid) 길항제의 치료 가능성을 평가하기 위한 임상시험이 진행 중이라고 말했다. NMDA 수용체는 시냅스 가소성(synaptic plasticity)의 조절과 학습·기억 기능의 매개에 중요하다. NMDA 길항제는 NMDA 수용체를 표적으로 삼아 제1형 근긴장성 이영양증을 가진 젊은 환자의 인지 장애와 삶의 질도 개선할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
이 연구 결과(MECP2-related pathways are dysregulated in a cortical organoid model of myotonic dystrophy)는 과학 학술지 ≪과학 중개의학(Science Translational Medicine)≫ 온라인판에 실렸고 미국 건강의학 매체 ‘메디컬 익스프레스(MedicalXpress)’가 소개했다.