KAIST·IBS, 별아교세포 유전자 NR3C1 뇌 면역 조절 역할 규명

출생 직후 발달 단계서 성인기 면역 반응 억제 스위치 역할

유전자 결손 시 성인기 자가면역 질환 악화 확인

모식도는 NR3C1 유전자(글루코코르티코이드 수용체)가 별아교세포의 면역 반응을 어떻게 억제하는지를 보여준다. ⓒ한국과학기술원

한국과학기술원(KAIST)과 기초과학연구원(IBS) 공동연구팀이 별아교세포 발달 과정에서 특정 유전자가 성인기 뇌 면역 반응 조절에 핵심 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 규명했다.

KAIST 생명과학과 정인경 교수와 IBS 혈관 연구단 정원석 부연구단장(겸 KAIST 교수) 연구팀은 쥐 모델을 활용해 별아교세포의 발달 시기별 유전자 조절 프로그램을 정밀 분석한 결과, ‘NR3C1(Glucocorticoid Receptor)’ 유전자가 출생 직후 발달 단계에서 장기적 면역 반응 억제의 핵심 조절자임을 밝혀냈다.

연구팀은 최신 3차원 후성유전체 분석 기술을 적용해 별아교세포 발달 과정에서 전사체, 염색질 접근성, 3차원 게놈 상호작용을 통합 분석했다. 그 결과 발달 과정에서 55개의 중요한 전사인자를 확인했으며, 그중 NR3C1 유전자가 아기 뇌 발달 초기 면역 조절의 핵심 스위치 역할을 하는 것으로 나타났다.

흥미로운 점은 NR3C1 유전자가 없더라도 유년기 뇌 발달에는 큰 문제가 없었지만, 성인기 이후 자가면역성 뇌 질환이 발생하면 과도한 염증 반응이 나타나 질환이 심화됐다는 점이다. 연구팀은 이를 통해 NR3C1이 아기 뇌에서 ‘후성유전적 프라이밍(필요할 때 유전자가 즉시 발현되도록 미리 준비하는 과정)’을 제어해 성인기 뇌의 과도한 면역 반응을 막는 역할을 한다는 사실을 확인했다.

정원석 IBS 부연구단장은 “별아교세포의 면역 기능이 후성유전적 기억에 의해 조절된다는 사실을 처음 규명했다”며 “향후 알츠하이머병 등 퇴행성 뇌 질환 원인 규명에 기여할 것”이라고 말했다.

정인경 KAIST 교수는 “이번 연구는 별아교세포 발달의 특정 시기가 성인기와 노인기 뇌 질환의 취약성을 좌우할 수 있음을 보여줬다”며 “게놈 3차원 구조 기반 연구가 다발성경화증 등 면역성 뇌 질환의 새로운 발병 원리 이해와 치료 전략 개발로 이어질 것”이라고 밝혔다.