한기훈 고려대 의과대학 뇌신경과학교실 교수와 이계주 한국뇌연구원 박사, 김은준 기초과학연구원 시냅스뇌질환연구단 단장, 김진영·정영애 박사(이하 한국기초과학지원연구원)로 구성된 공동연구팀이 웨스트 증후군(West syndrome)의 발작 양상 변화 과정을 동물모델에서 정밀히 규명했다.

웨스트 증후군은 신생아 1만 명당 6명 미만에서 발생하는 희귀 뇌발달질환으로, 생후 1세 이전에 시작되는 영아연축(Infantile spasm) 발작이 특징이다.

발달지연과 지적장애를 동반하는 난치성 질환이며 영아연축이 사라진 뒤에도 다른 형태의 발작이 나타나 평생 신경학적 문제를 일으킨다. 그러나 그 발작 양상이 어떤 신경생물학적 과정을 거쳐 변하는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

이에 연구팀은 웨스트 증후군 환자에게서 보고된 CYFIP2 유전자 점변이(p.Arg87Cys)를 가진 생쥐 모델을 이용해 생후 1주부터 7개월까지의 전 과정을 장기 추적 분석했다.

생쥐는 생후 1주일 무렵 영아연축이 나타난 뒤 약 3개월간의 무증상기를 거쳤고, 생후 14주 무렵부터 새로운 형태의 자발적 발작이 재발했다. 이후 7개월까지 발작의 빈도와 강도가 점차 증가하는 양상을 보였다.

연구팀은 이 과정을 전사체·단백체·지질체 분석 등 다중오믹스(Multi-omics) 기법과 전자현미경을 활용해 정밀 관찰했다.

그 결과 신경세포에서는 흥분성 시냅스의 수와 구조가 변하고, 수상돌기 주변에 전시냅스가 밀집되는 현상이 관찰되었다.

또 아교세포는 희소돌기아교세포, 미세아교세포, 별아교세포 순으로 활성화되었으며, 특히 별아교세포에서는 과도한 지질 축적과 미토콘드리아 변형 등 대사 이상이 확인됐다. 이는 뇌세포 내 에너지 균형이 무너졌음을 보여주는 결과다.

한기훈 교수는 “국내 주요 연구기관이 협력해 웨스트 증후군의 발작 양상 변화 과정을 분자·세포 수준에서 규명했다는 점에 의미가 있다”며 “질환 초기나 무증상기 조절을 통해 발작 변화를 억제하거나, 별아교세포의 지질대사 이상을 조절해 증상을 완화할 가능성을 제시했다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 PLOS Biology에 ‘웨스트 증후군 생쥐 모델에서의 발작 진화는 복잡하고 시간 의존적인 시냅스 리모델링, 신경교증 및 지질 대사 변화를 수반한다'는 제목으로 게재됐다.

[ 경기신문 = 류초원 기자 ]