DNA 손상이 더 많이 생긴 ASD 환자의 신경 전구세포(우)[소크 연구소 제공]

미국에선 아동 59명당 한 명꼴로 이 질환이 생기지만, 그 원인과 치료법에 대한 연구는 활발하지 못한 상태다.

그런데 대두(大頭) 형태의 ASD 환자는 뇌세포에 독특한 패턴의 DNA 손상을 갖고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 발견은 뇌세포의 분열과 발달 과정에서 어떤 부분이 잘못돼 이런 장애가 생기는지 규명하는 데 도움을 줄 거로 보인다.

이 연구를 수행한 미국 소크 연구소의 러스티 게이지 교수팀은 30일(현지시간) 관련 논문을 저널 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 발표하고, 온라인(www.eurekalert.org)에도 논문 개요를 공개했다.

게이지 교수팀은 2016년 대두형 ASD 환자의 뇌 줄기세포가 일반인보다 빠른 속도로 성장한다는 걸 발견했다.

이는 많은 ASD 환자의 머리가 큰 이유를 부분적으로 설명했다. 발달기에 뇌 줄기세포가 많이 늘어날수록 뇌가 더 커진다는 것이다. 뇌 줄기세포는, 기능이 특화된 뉴런(신경세포) 등의 전구체를 말한다.

이번에 연구팀은 신경 전구세포(NPCs)를 다시 살펴봤다.

발달기에는 모든 유형의 세포가 증가하면서 성숙해진다. 따라서 복제 속도가 빠른 DNA 그룹에 작은 실수들이 누적되는 건 정상이고, 이런 실수는 대부분 복구돼 인체에 해를 끼치지 않는다.

그래서 연구팀은 빠르게 분열하는 ASD 환자의 NPC에, 복제 스트레스로 인한 DNA 손상이 더 많이 생기는지 관찰했다.

대두형 ASD 환자를 실험군으로, ASD가 없는 정상인을 대조군으로 나눠 각각 피부세포를 채취한 뒤 줄기세포 재프로그래밍 기술로 NPC 발생을 유도했다. 대조군의 NPC에 복제 스트레스를 유도하는 덴 별도의 화학물질을 이용했다.

그 결과 자폐증 환자의 NPC는 DNA 손상 수위를 높이는 것으로 나타났다.

복제 스트레스 노출로 건강한 세포에서 이미 손상된 36개의 같은 유전자에 손상이 집중됐다. 이 가운데 20개 유전자는 이전의 다른 연구에서 자폐증 연관성이 보고된 것들었다.

종합하면, NPC의 급속한 증가가, DNA 손상을 자극하는 대두증과 세포 스트레스를 모두 유발할 것으로 추론된다.

논문의 제1 저자인, 게이지 교수 랩(실험실)의 왕 메이 옌 대학원생 연구원은 "대두형 자폐증 환자의 뇌세포는 더 빨리 증가할 뿐 아니라 복제 스트레스도 더 많이 받는다는 걸 의미한다"라면서 "복제 스트레스와 DNA 손상이 장기적으로 신경 기능에 어떤 영향을 주는지, 줄기세포에서 발생한 뉴런에 유전적 변이가 더 많이 생기는지는 심도 있는 연구가 필요하다"라고 말했다. 연합뉴스