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1200여 개 자폐 원인 유전자, 뇌 속 ‘두 갈래 분자 패턴’으로 수렴
뉴스보이
2026.09.18. 03:01
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2026.09.18. 03:01
약물 반응성 차이 입증을 통한 자폐 맞춤형 정밀 치료 토대 마련
1
기초과학연구원과 KISTI 연구팀이 다양한 자폐 위험 유전자 변이가 뇌 속 두 가지 전사체 상태로 수렴함을 규명함
2
연구팀은 자폐 변이 생쥐 모델과 1008개의 뇌 전전두엽 RNA 시퀀싱 데이터를 종합 비교해 상반된 두 그룹을 분류함
3
두 그룹은 시냅스 유전자 발현 양상뿐 아니라 항우울제와 기분안정제 투여에 따른 약물 반응성에서도 확연한 차이를 보임
4
약 100만 개 세포핵 분석과 실제 환자 뇌 데이터 검증을 거쳐 두 상태가 자폐의 보편적 분자 특성임을 입증함
5
이번 연구는 사이언스에 게재됐으나 동물 모델 결과인 만큼 환자 적용을 위해 인간 유래 세포 연구를 이어갈 계획임
1200개 유전자의 복잡성을 푼 두 갈래 분자 지도
자폐 치료제 개발은 왜 그동안 난관에 부딪혔을까
다양한 유전자 변이는 어떻게 두 가지 패턴으로 묶였을까
분자 패턴에 따라 약물 효과는 어떻게 달랐을까
실제 환자 맞춤형 치료제로 이어지기 위한 과제는 무엇일까
자폐 치료제 개발은 왜 그동안 난관에 부딪혔을까
•
자폐 스펙트럼 장애는 1200개가 넘는 다양한 원인 유전자가 관여하여 환자마다 발병 원인이 크게 다릅니다. 이처럼 원인이 복잡하게 얽혀 있어 단일 표적을 겨냥한 기존 신약 개발 방식은 임상 시험에서 일관된 유효성을 입증하지 못했습니다.
•
현재 미국 식품의약국의 승인을 받은 약물은 리스페리돈과 아리피프라졸 두 가지에 불과합니다. 하지만 이 약물들은 사회성 결여나 반복 행동 같은 핵심 증상이 아니라 과민성과 공격성 같은 부가 증상을 완화하는 데 그치고 있습니다.
다양한 유전자 변이는 어떻게 두 가지 패턴으로 묶였을까
•
연구팀은 서로 다른 17종의 자폐 위험 유전자 변이가 뇌 속에서 두 가지 상반된 전사체 상태로 모인다는 사실을 규명했습니다. 연구진은 17종의 변이 생쥐 모델을 제작한 뒤 전전두엽 유전자 발현 데이터 1008개를 대규모로 비교 분석했습니다.
•
분석 결과 첫 번째 그룹은 신경세포 신호 전달을 돕는 시냅스 유전자가 줄어든 반면 유전자 발현 조절 유전자는 늘어났습니다. 반대로 두 번째 그룹은 시냅스 유전자가 늘어나고 조절 유전자가 줄어드는 정반대의 분자 변화를 나타냈습니다.
•
연구팀은 약 100만 개의 세포핵을 개별 분석하고 실제 자폐 환자의 뇌 데이터까지 검증하여 이 패턴이 보편적인 특성임을 입증했습니다. 이번 연구 성과는 높은 과학적 타당성을 인정받아 세계 최고 권위 국제 학술지인 사이언스에 정식 게재되었습니다.
분자 패턴에 따라 약물 효과는 어떻게 달랐을까
•
두 전사체 그룹은 기존 신경계 약물을 투여했을 때 서로 완전히 다른 반응을 보였습니다. 항우울제 플루옥세틴과 기분안정제 리튬을 투여하자 첫 번째 그룹 생쥐들은 여러 유전자의 분자적 이상이 정상 수준으로 고르게 회복되었습니다.
•
반면 두 번째 그룹 생쥐들은 유전자마다 약물 반응이 제각각으로 나타나 일정한 회복 효과를 보이지 않았습니다. 이는 같은 자폐 증상을 겪더라도 환자가 속한 분자 하위 유형에 따라 치료제 처방을 달리해야 함을 명확히 증명합니다.
실제 환자 맞춤형 치료제로 이어지기 위한 과제는 무엇일까
•
이번 연구는 생쥐 모델에서 확인한 분자 수준의 변화이므로 실제 인간 환자에 대한 치료 효과가 바로 입증된 것은 아닙니다. 따라서 연구진은 인간 유래 세포 모델을 활용해 실제 인간 뇌 환경에서도 동일한 메커니즘이 작동하는지 검증할 예정입니다.
•
연구팀은 인공지능 분석 기법을 추가로 도입해 기존 약물이 잘 듣지 않았던 두 번째 그룹을 위한 맞춤 약물 탐색을 이어갈 방침입니다. 아울러 실제 임상 적용에 앞서 환자가 어느 분자 유형에 해당하는지 선별할 수 있는 정밀 진단 바이오마커 기술 개발도 필요합니다.
자폐 치료제 개발은 왜 그동안 난관에 부딪혔을까
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자폐 스펙트럼 장애는 1200개가 넘는 다양한 원인 유전자가 관여하여 환자마다 발병 원인이 크게 다릅니다. 이처럼 원인이 복잡하게 얽혀 있어 단일 표적을 겨냥한 기존 신약 개발 방식은 임상 시험에서 일관된 유효성을 입증하지 못했습니다.
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현재 미국 식품의약국의 승인을 받은 약물은 리스페리돈과 아리피프라졸 두 가지에 불과합니다. 하지만 이 약물들은 사회성 결여나 반복 행동 같은 핵심 증상이 아니라 과민성과 공격성 같은 부가 증상을 완화하는 데 그치고 있습니다.
다양한 유전자 변이는 어떻게 두 가지 패턴으로 묶였을까
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연구팀은 서로 다른 17종의 자폐 위험 유전자 변이가 뇌 속에서 두 가지 상반된 전사체 상태로 모인다는 사실을 규명했습니다. 연구진은 17종의 변이 생쥐 모델을 제작한 뒤 전전두엽 유전자 발현 데이터 1008개를 대규모로 비교 분석했습니다.
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분석 결과 첫 번째 그룹은 신경세포 신호 전달을 돕는 시냅스 유전자가 줄어든 반면 유전자 발현 조절 유전자는 늘어났습니다. 반대로 두 번째 그룹은 시냅스 유전자가 늘어나고 조절 유전자가 줄어드는 정반대의 분자 변화를 나타냈습니다.
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연구팀은 약 100만 개의 세포핵을 개별 분석하고 실제 자폐 환자의 뇌 데이터까지 검증하여 이 패턴이 보편적인 특성임을 입증했습니다. 이번 연구 성과는 높은 과학적 타당성을 인정받아 세계 최고 권위 국제 학술지인 사이언스에 정식 게재되었습니다.
분자 패턴에 따라 약물 효과는 어떻게 달랐을까
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두 전사체 그룹은 기존 신경계 약물을 투여했을 때 서로 완전히 다른 반응을 보였습니다. 항우울제 플루옥세틴과 기분안정제 리튬을 투여하자 첫 번째 그룹 생쥐들은 여러 유전자의 분자적 이상이 정상 수준으로 고르게 회복되었습니다.
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반면 두 번째 그룹 생쥐들은 유전자마다 약물 반응이 제각각으로 나타나 일정한 회복 효과를 보이지 않았습니다. 이는 같은 자폐 증상을 겪더라도 환자가 속한 분자 하위 유형에 따라 치료제 처방을 달리해야 함을 명확히 증명합니다.
실제 환자 맞춤형 치료제로 이어지기 위한 과제는 무엇일까
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이번 연구는 생쥐 모델에서 확인한 분자 수준의 변화이므로 실제 인간 환자에 대한 치료 효과가 바로 입증된 것은 아닙니다. 따라서 연구진은 인간 유래 세포 모델을 활용해 실제 인간 뇌 환경에서도 동일한 메커니즘이 작동하는지 검증할 예정입니다.
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연구팀은 인공지능 분석 기법을 추가로 도입해 기존 약물이 잘 듣지 않았던 두 번째 그룹을 위한 맞춤 약물 탐색을 이어갈 방침입니다. 아울러 실제 임상 적용에 앞서 환자가 어느 분자 유형에 해당하는지 선별할 수 있는 정밀 진단 바이오마커 기술 개발도 필요합니다.
#기초과학연구원
#한국과학기술정보연구원
#사이언스
#자폐
#RNA 시퀀싱
이 콘텐츠는 뉴스보이의 AI 저널리즘 엔진으로 생성 되었으며, 중립성과 사실성을 준수합니다. AI가 작성한 초안을 바탕으로 뉴스보이 에디터들이 최종검수하였습니다. (오류신고 : support@curved-road.com)
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• AI가 작성한 초안을 바탕으로 뉴스보이 에디터들이 최종검수하였습니다. (오류신고 : support@curved-road.com)
