X 염색체 활성화는 레트 증후군을 앓고 있는 소녀들에게 희망을 줄 수 있습니다.

과학자들은 잠재 유전자를 활성화시켜 레트 증후군을 치료할 수 있는 유전자 치료법을 개발했습니다.

UC 데이비스 헬스의 산치타 바트나가르가 이끄는 연구팀은 레트 증후군을 치료할 수 있는 유망한 유전자 치료법을 개발했습니다. 이 치료법은 희귀 질환인 레트 증후군을 유발하는 건강하지만 잠복해 있는 유전자를 재활성화하는 것을 목표로 하며, 취약 X 증후군과 같은 다른 X 연관 질환의 잠재적 원인도 규명하는 것을 목표로 합니다.

해당 연구 결과는 Nature Communications 저널에 게재되었습니다.

레트 증후군이란?

레트 증후군은 주로 여아에게 발생하는 유전 질환입니다. X 염색체에 위치한 MECP2라는 결함 있는 유전자로 인해 발생합니다. 이 유전자는 MeCP2 단백질을 생성하는 데 필요한 정보를 담고 있습니다.

레트 증후군을 앓는 여아는 이 단백질이 너무 적거나 제대로 기능하지 않습니다. 단백질 결핍은 언어 장애, 손 움직임 장애, 호흡 곤란, 발작 등 다양한 증상을 유발합니다.

침묵하는 유전자

여성은 두 개의 X 염색체(XX)를 가지고 있습니다. 각 세포에서 X 염색체 중 하나는 무작위로 불활성화되는데, 이를 X 염색체 불활성화(XCI)라고 합니다. 레트 증후군을 가진 여아의 경우, 불활성화된 X 염색체는 건강한 MECP2 유전자를 가진 염색체일 수 있습니다.

"저희 연구는 건강한 유전자를 포함하는 침묵 X 염색체를 재활성화하는 것을 목표로 했습니다. 재활성화가 가능하며 질병 증상을 역전시킬 수 있음을 보였습니다."라고 논문의 수석 저자인 바트나가르는 설명했습니다.

산치타 바트나가르는 UC 데이비스의 의학 미생물학 및 면역학과 조교수이며, 바트나가르 연구실의 소장이고, UC 데이비스 암 센터와 MIND 연구소의 연구원입니다.

스펀지 분자 대 마이크로RNA

새로운 연구에서 연구팀은 X 염색체 불활성화 및 X 염색체 연관 유전자 발현 억제에 관여하는 소형 RNA(microRNA)를 확인하기 위해 유전체 전체 스크리닝을 수행했습니다. 그 결과, miR-106a가 X 염색체 및 MECP2 유전자 발현 억제에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했습니다.

과학자들은 miR-106a를 차단하여 그 효과를 약화시키고 침묵하는 건강한 유전자를 "깨우는" 방법을 시험했습니다. 이를 위해 레트 증후군을 앓는 암컷 마우스 모델과 네이션와이드 어린이 병원의 캐서린 마이어 교수가 개발한 유전자 치료 벡터를 사용했습니다. 이 벡터는 miR-106a를 끌어당기는 "스펀지" 역할을 하는 특수 DNA 분자를 전달했습니다. 이는 X 염색체에서 miR-106a의 가용성을 감소시켜 유전자 활성화 및 MeCP2 생성을 위한 치료적 기회를 제공했습니다.

인상적인 결과

결과는 인상적이었습니다. 치료를 받은 생쥐는 치료를 받지 않은 생쥐보다 더 오래 살았고, 더 잘 움직였으며, 더 높은 인지 능력을 보였습니다. 또한 치료를 받은 생쥐의 호흡기 질환도 유의미하게 개선되었습니다.

"병든 세포 자체에 질병에 대한 치료법이 있습니다. 저희 기술은 단순히 세포가 결함 있는 유전자를 정상 유전자로 대체하는 능력을 '기억'하도록 돕는 것뿐입니다."라고 바트나가르는 설명했습니다. "소량의 유전자 발현(활성화)만으로도 치료 효과를 얻을 수 있습니다."

중요한 점은 레트 증후군 마우스 모델이 치료를 잘 견뎌냈다는 것입니다.

"불활성화된 X 염색체를 억제하는 유전자 치료 접근법은 레트 증후군의 다양한 증상에서 극적인 개선을 보였습니다."라고 바트나가르는 말했습니다. "이 증후군을 앓는 여아들은 운동 능력과 의사소통 능력이 제한적입니다. 수면 무호흡증과 발작도 겪습니다. 배가 고프면 말을 하거나 물 한 잔을 마시러 걸어갈 수 있도록 돕는다면, 그들의 삶을 바꿀 수 있습니다. 발작과 호흡 정지를 예방하거나 최소한 줄일 수 있다면 어떨까요?"

레트 증후군은 여전히 치료가 불가능합니다. 하지만 이 질환을 앓고 있는 가족들에게 이 발견은 미래에 치료법이 현실화될 수 있다는 희망을 안겨줍니다. 이 접근법은 X 연관 유전자로 인한 다른 질병에도 효과적일 수 있습니다.

과학자들은 임상 시험에 들어가기 전에 치료의 효과와 복용량을 정확하게 결정하기 위해 추가적인 안전 연구를 수행해야 합니다.