소두증 베일 벗었다…국내 연구진, 유전자 스펙트럼 규명

소두증 환자 및 가족 약 1000명 대상 전장 엑솜 유전체 분석

원인 유전자 142개 확인, 전체 환자 57.6% 유전적 원인 진단

(왼쪽부터) 서울대병원 채종희 교수, 카이스트 윤기준 교수, 카이스트 장현수 연구원, 강남세브란스병원 윤지훈 교수 ⓒ서울대병원

국내 연구진이 소두증을 동반한 신경발달장애 환자의 원인 유전자를 대규모 분석을 통해 규명했다. 새로운 후보 유전자도 다수 발굴해 정밀 진단 및 맞춤형 치료 연구 발판을 마련했다.

서울대병원 임상유전체의학과 채종희 교수, KAIST 생명과학과 윤기준 교수와 장현수 연구원, 강남세브란스병원 윤지훈 교수 공동 연구팀은 소두증을 동반한 신경발달장애 환자 418명과 가족 632명의 전장 엑솜 유전체 데이터를 분석한 결과 이와 같은 사실을 확인했다고 28일 밝혔다.

소두증은 연령 및 성별의 평균치보다 2표준편차 이상 머리 둘레가 작은 경우로 뇌 성장과 발달의 지연으로 이어질 수 있다.

소두증은 태어날 때부터 머리 크기가 작은 일차성 소두증과 자라나면서 머리 성장이 멈추는 이차성 소두증으로 구분된다. 약 1300개의 유전자가 소두증 발생에 연관된다고 알려졌으나, 결정적인 유전적 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 대규모 유전체 데이터를 분석해 소두증 발생과 관련된 142개의 유전자를 확인하고, 전체 환자의 56.7%(418명 중 237명)에서 유전적 원인을 규명했다. 특히 29개의 유전자가 새롭게 발굴돼 소두증에 대한 유전적 이해도를 높였다.

연구팀은 일차성 및 이차성 소두증에 관여하는 유전적 기전에도 차이가 있음을 확인했다. 일차성 소두증은 주로 뇌 발달 초기 단계 경로로부터 밀접한 영향을 받는 반면, 이차성 소두증은 신경 성숙 후기 단계 경로와 연관돼 있었다.

나아가 미진단 환자군 분석 결과 후보 유전자 12개가 추가로 발굴됐으며, 그 중 ‘RTF1 및 ASAP2’ 유전자가 뇌 발달에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 뇌 오가노이드 실험 결과 이 유전자들이 결핍된 경우 신경계 세포로 분화하기 전 단계인 신경 전구세포의 증식이 감소했다.

서울대병원 채종희 교수는 “신경발달장애 어린이들의 실제 머리 둘레 데이터를 기반으로 광범위한 유전체 분석을 통해 뇌 크기와 뇌기능 발달에 관여하는 유전자 네트워크를 규명할 수 있어 뜻 깊다”며 “이러한 유전체 데이터가 축적되면 추후 뇌신경발달장애 어린이들을 위한 맞춤형 치료제 개발의 단초를 제공할 것”이라고 말했다.