포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 박상기 생명과학과 교수팀이 한국뇌연구원, 한국과학기술원(KAIST) 연구팀과 공동으로 조현병의 원인인자인 MAD1(Mitotic Arrest Deficient-1)단백질이 신경세포 내 골지체의 기능성을 조절할 수 있다는 연구결과를 내놓았다고 2일 밝혔다. 연구는 최근 정신질환과 치료를 생물학적으로 접근한 연구를 게재하는 국제 학술지 '분자정신의학(Molecular Psychiatry)'에 게재됐다.
조현병은 천문학적인 사회적, 의료적 비용을 일으키는 주요 정신질환 중 하나다. 생물학적 원인을 이해하고 근본적인 치료접근을 위한 노력으로 수년전 대규모 조현병 전체유전체 상관분석연구(GWAS)가 완성됐다. 100개가 넘는 조현병 연관 유전자들이 새롭게 발굴되었지만 각각의 유전자가 어떻게 조현병 발병과 위험에 관련될 수 있는지는 정확히 밝혀진바 없다.
MAD1L1유전자는 GWAS 및 인간 조현병 환자군을 대상으로 한 여러 연구에서 수차례 조현병과 높은 관련성이 있는 것으로 보고됐지만 신경계에서 수행하는 기능이 직접적으로 알려진 바는 없었다. 공동연구팀은 쥐와 인간 오르가노이드 모델을 활용, 주요 신경 발달 과정에서 MAD1L1유전자의 산물인 MAD1단백질 역할을 조사해 조현병 분자 메커니즘을 규명하고자 했다.
공동 연구팀은 MAD1이 대뇌피질 발달 과정에서 높게 발현되고, MAD1 결핍이 신경세포의 이동과 신경돌기 성장에 문제를 일으킨다는 것을 밝혔다. 또 MAD1이 세포 내 골지체에 위치, 이동하는 신경세포의 성장과 극성 결정에 중요한 골지체로부터 세포막으로의 소포 전달을 조절한다는 것도 확인했다. 이 과정에서 MAD1은 KIFC3라는 단백질과 물리적으로 작용하고 협력해 골지체의 형태와 신경 극성을 조절, 신경세포의 적절한 이동과 분화를 조율하는 것을 확인했다.
그 결과 조현병 연관 유전자 MAD1L1의 발현산물인 MAD1단백질이 신경세포 내 골지체의 기능성을 조절함으로써 신경세포의 모양, 극성, 이동성에 중요한 인자라는 것을 규명했다. 이는 조현병의 원인이 태아단계에서 잘못된 신경발생에 기인할 수 있다는 오래된 가설을 지지하는 새로운 증거가 된다.
박상기 교수는 “이번 연구는 MAD1이 신경 발달의 필수 조절자이며 MAD1의 기능적 이상이 조현병의 신경발생 단계에서의 원인 이해에 새로운 기초가 될 수 있음을 나타낸다.”고 말했다.
이번 연구는 중견연구자지원사업, 신약분야원천기술개발사업, 신진연구자지원사업, 선도연구센터지원사업, 뇌연구원기관고유사업, 학문후속세대지원사업의 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
