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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-10-15
노스웨스턴대학과 시카고대학의 공동 연구팀이 엑손 스키핑(exon skipping)으로 불리는 RNA 편집 기술이 현재 치료법이 없는 희귀 근이영양증 치료에 효과가 있음을 입증하는 시험 결과를 발표했다. 이번 연구는 자신의 아들에게서 지대형 근이영양증(Limb Girdle Muscular Dystrophy) 2C형이라는 희귀 근위축증이 발생한 Scott Frewing이라는 이름의 아빠의 집념과 유전학자인 Elizabeth McNally 박사의 협력에서 출발했다고 한다. McNally 박사는 노스웨스턴대학 의학부 유전의학 센터장이며, 이전에는 시카고대학 심혈관연구소 소장이었다고 한다. 그녀는 노스웨스턴대학 메디컬센터의 의사이기도 하다. 이번 새로운 치료법은 지대형 근이영양증 2C형 연구를 지원하는 Kurt+Peter 재단에 라이센스되었으며, 임상 시험 및 최종적으로 상업적 치료법을 목표로 개발되고 있다고 한다. 이번 연구 결과는 10월 12일자 ‘Journal of Clinical Investigation’에 논문으로 발표되었다.
엑손 스키핑 기술은 원래 뒤시엔느 근이영양증(Duchenne Muscular Dystrophy)과 다른 형태의 근육 치료를 위하여 개발되었다. 이 기술은 세포의 번역 과정에서 유전자 코드의 이상 부위를 해독하지 않고 뛰어넘도록 만들어서 인체에서 제기능을 수행하는 단백질을 만들게 해 준다. 근육 질환에 경우에는 근육의 기능과 발달에 관련된 유전자 코드의 이상에 작용한다고 한다. 논문에 따르면 연구팀은 세포, 초파리, 마우스 모델을 대상으로 시험을 실시했으며 엑손 스키핑 기술이 근육 기능을 안정화시키고, 질병 진행을 늦추는 효과를 보였다고 한다. 환자들에게서 얻어진 세포를 이용한 시험에서도 안티센스(antisense) 물질로 엑손 스키핑이 성공적으로 유도됨을 확인했다. McNally는 “우리는 이번 연구를 1.0 버전으로 생각하고 있다. 그러나 이 기술이 환자들에게서 증상을 안정화시킨다면 10년은 더 걸어 다닐 수 있을 것이다. 이것은 엄청난 효과이다. 또한 이들 환자들은 20~30년은 더 스스로 호흡할 수 있음을 의미하며, 이것은 환자 자신뿐만 아니라 돌보는 가족들에게도 큰 도움이 될 것이다. 물론 우리는 보다 향상된 2.0 번의 기술 개발에 관심을 갖고 있다”고 설명했다.
지대형 근이영양증은 15종의 서로 다른 유전자 중에서 1종 이상의 돌연변이로 발생하며, 매년 1만 4500명~12만 3000명 당 1명의 비율로 발생하고 있다. 이중에서 지대형 근이영양증 2C형의 경우, 정상 근육 발달과 근육에 필수적인 감마-사르코글라이칸(gamma sarcoglycan)이라는 핵심 단백질에 돌연변이가 발생하고 있다. 이 질병은 아버지에게서 유전되는 질환으로 프랑스, 북아메리카, 남아메리카의 일부 지역에서 많이 발생하고 있다. 지대형 근이영양증 환자들은 어렸을 때에는 정상적으로 살지만, 시간이 경과할수록 근육이 정상 발달하지 못하고 이상이 발생하여 사춘기 때부터 휠체어에서 생활하게 된다. Scott Frewing의 2명의 아들인 Kurt와 Peter가 각각 2009년과 2010년에 이 질병으로 진단되었다. 이후 2010년에 그는 자신들의 가족 및 친구들과 Kurt+Peter 재단을 설립하여서 지대형 근이영양증 연구에 지원하고 있다.
Kurt+Peter 재단의 이사장인 Frewing은 치료법을 찾기를 희망하며 관련 분야를 연구하는 과학자들을 열성적으로 수소문했다고 한다. 그는 2010년에 이 분야의 대표 과학자 중 한 명인 McNally 박사에 접촉할 수 있었다고 한다. Frewing은 엑손 스키핑에 대해서 듣고 자신의 아이들에게 이용할 수 있는지 궁금했다고 한다. McNally는 엑손 스키핑이 기능 유지에 필요한 작은 관련 단백질을 만들어내는데 역할을 할지 의구심이 들었지만, Fewing의 집념에 부응하여 계속 연구를 진행했다고 한다. 여기서 그녀는 단백질의 절반 이하만 남아있지만 핵심적인 3개 부위는 유지되어서 기능을 발휘하는 것을 확인했다. 이 결과에 힘입어서 Kurt+Peter 재단 추가 연구 및 치료제 개발을 위한 자금을 지원하고 있다고 한다.
McNally는 “질병을 치료하는 새로운 방법은 항상 존재하며, 환자들이나 그 가족들이 우리들이 이것을 찾아내도록 밀어주고 있다. 이번 협력은 정밀 의료가 희귀 질환에 도움을 줄 수 있음을 보여주는 완벽한 사례”라고 설명했다. 노스웨스턴대학, 시카고대학, Kurt+Peter 재단의 협력은 지대형 근이영양증 2C형의 치료법 개발을 지원하고 있다. Kurt+Peter 재단은 아직 실험실 수준인 이번 연구 결과가 실제 치료법으로 발전할 수 있기를 희망하고 있으며, 이를 위하여 추가 파트너를 찾고 있다고 한다. McNally과 Frewing은 임상시험을 실시하는데 많은 장애물이 있을 것으로 보고 있다. 그 중 하나가 유전자 발현 조절에 핵심적인 안티센스 올리고뉴클레오타이드의 제조에 소요되는 엄청난 비용이라고 한다. 그래도 McNally와 Frewing은 이 유망한 치료법의 개발을 지속하여 전세계의 고통받는 환자들과 그 가족들에게 희망을 주겠다는 의견을 밝혔다.
그림설명: 1. 초파리에서 엑손 스키핑 기술의 효과, 2. 마우스 모델에서 엑손 스키핑 기술의 효과
Journal Reference: Quan Q. Gao, Eugene Wyatt, Jeff A. Goldstein, Peter LoPresti, Lisa M. Castillo, Alec Gazda, Natalie Petrossian, Judy U. Earley, Michele Hadhazy, David Y. Barefield, Alexis R. Demonbreun, Carsten Bönnemann, Matthew Wolf, Elizabeth M. McNally. Reengineering a transmembrane protein to treat muscular dystrophy using exon skipping. Journal of Clinical Investigation, 2015; DOI: 10.1172/JCI82768
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151012174505.htm
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