분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2014-09-24 15:23:43 , Hit : 1660
 유전자요법을 이용한 신경근육접합부 결함 치료


http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2014090709&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-09-24    
      
치료용 유전자를 탑재한 바이러스가 신경근육질환(neuromuscular diseases)에 걸린 마우스의 세포 안으로 들어가, 근육을 강화시키고 운동능력을 향상시키며 수명을 연장하는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구에서 사용된 접근방법은 언젠가 - 근육퇴행위축(muscular dystrophy)에서부터 시작하여 루게릭병(ALS: amyotrophic lateral sclerosis)에 이르기까지 - 일련의 유사질환들을 치료하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

많은 신경근육질환들은 신경근육접합부(neuromuscular junctions)의 결함에서 유래한다. 신경근육접합부란 뉴런과 근육세포가 만나는 인터페이스로, 뇌는 이곳을 통해 근육에게 `수축하라`는 신호를 전달하게 된다. 예컨대 가족성 지대형근무력증(familial limb-girdle myasthenia)의 경우, 환자는 결함 있는 DOK7 유전자(신경근육접합부 형성에 필요한 단백질을 코딩하는 유전자)를 두 개 보유하고 있다. 환자의 엉덩이 및 어깨 근육은 수년에 걸쳐 위축되다가, 종국에는 호흡곤란을 겪거나 휠체어 신세를 지게 된다. 동물실험에 의하면, 기능적인 DOK7 유전자를 상실한 마우스는 심각한 저체중을 겪고 몇 주 이내에 사망한다고 한다.

도쿄 대학교의 야마나시 유지 교수(분자생물학)가 이끄는 연구진은 이번 연구를 위해, DOK7 유전자에 결함을 지닌 유전자조작 마우스를 이용했다. 연구진은 무해한 바이러스를 이용하여, 정상적인 DOK7 유전자를 마우스의 근육에 전달했다. 그러자 약 7주 만에 마우스의 근육은 기능을 회복한 것으로 나타났다. 정밀분석 결과, 마우스의 근육세포는 DOK7 단백질을 신속하게 생성하는 것으로 밝혀졌다. 또한 현미경으로 관찰해 보니, 치료받은 마우스의 근육은 치료받지 않은 마우스의 근육보다 커다란 신경근육접합부를 보유한 것으로 확인되었다. 나아가, 치료받은 마우스들은 정상체중을 회복하고, 운동능력 및 근력 테스트에서 정상적인 점수를 받았다.

연구진의 다음 관심사는 `DOK7 유전자가 다른 근육질환에 걸린 마우스도 치료해 줄 것인가?`였다. 이에 연구진은 에머리-드레이푸스 근이영양증(EDMD: Emery-Dreifuss muscular dystrophy/ 근육의 특정 단백질을 코딩하는 유전자의 결함 때문에 신경근육접합부에 이상이 생기고, 근육이 약화되거나 소모되는 유전질환)에 걸린 마우스에게 DOK7 유전자를 주입해 보았다. 그 결과, 정상적인 DOK7 유전자를 주입받은 EDMD 마우스는 수명이 연장되고 신경근접합부가 커지는 것으로 나타났으며, 운동능력 테스트에서 치료 받지 않은 마우스보다 좋은 점수를 받았다(참고 동영상: http://bcove.me/cbjt3dge). 연구진은 이상의 연구결과를 정리하여 Science 9월 18일호에 기고했다.

EDMD에 걸린 마우스의 치료결과는 DOK7 결핍 마우스에 못 미쳐, 여전히 뼈만 앙상하고 수명이 짧은 것으로 나타났다. 그러나 연구진은 이것을 `EDMD의 또 다른 증상인 심장문제가 치료되지 않았기 때문`이라고 설명하고 있다. (참고로, EDMD 환자들은 심장박동 조율기를 착용한다.) 연구진은 다른 질환과 대형동물을 이용하여 DOK7 이식요법의 효능을 계속 테스트할 예정이다.

"신경근육질환을 치료하는 유전자요법들은 대부분 특정 유전자의 결함을 교정하는 것을 목표로 한다. 그런데 신경근육질환은 수백~수천 가지의 유전자 변이 때문에 발생하므로, 이들 질환을 모두 치료하려면 수백 가지의 유전자요법이 필요하다. 그럼에도 불구하고 「DOK7 유전자를 겨냥하는 유전자요법」은 많은 신경근육질환에 효과를 보이는 것으로 셍각된다"고 워싱턴 대학교에서 근육질환을 연구하는 마틴 칠더스 박사는 논평했다.

※ 원문정보: Yuji Yamanashi, "DOK7 gene therapy benefits mouse models of diseases characterized by defects in the neuromuscular junction", Science 19 September 2014: Vol. 345 no. 6203 pp. 1505-1508 DOI: 10.1126/science.1250744


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http://news.sciencemag.org/biology/2014/09/gene-therapy-helps-weak-mice-grow-strong







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