【브레이크뉴스 대구】이성현 기자=DGIST(대구경북과학기술원) 연구진이 자폐 스펙트럼 장애의 새로운 유전적 원인을 규명하고, 기존 승인 약물을 활용한 치료 가능성을 제시했다.
 ▲ (왼쪽부터) DGIST 고재원 교수, 미국 럿거스대학 김승준 박사후연수연구원, DGIST 김현호 박사후연수연구원 © DGIST |
DGIST 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단(센터장 고재원 교수)은 신경세포 간 연결을 조절하는 핵심 인자인 ‘MDGA1’ 유전자 변이가 자폐 스펙트럼 장애를 유발하는 새로운 원인임을 밝혀냈다고 31일 밝혔다.
자폐 스펙트럼 장애는 사회적 상호작용 결여와 반복적 행동을 특징으로 하는 대표적인 신경발달질환으로, 남성이 여성보다 약 3~4배 높은 발병률을 보이는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 성별 차이의 생물학적 원인은 명확히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 스페인 연구진과의 공동 연구를 통해 자폐 환자에서 MDGA1 미스센스 돌연변이를 세계 최초로 발견했다. 분석 결과, 해당 유전자 변이는 신경 신호 전달에 관여하는 단백질 ‘시냅신 II’의 기능을 저하시켜 뇌 신경회로의 균형을 무너뜨리는 것으로 나타났다.
특히 연구진은 성별에 따른 차이도 확인했다. MDGA1 변이 생쥐 실험에서 수컷은 사회적 소통 능력 저하 등 자폐 유사 행동을 보인 반면, 암컷은 정상적인 행동을 유지했다. 이는 여성호르몬인 에스트로겐의 신호 전달 체계가 신경회로 이상을 보완하는 역할을 하기 때문으로 분석됐다.
연구팀은 이러한 원리를 바탕으로 이미 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 선택적 에스트로겐 수용체 조절제 ‘바제독시펜’을 활용한 치료 가능성도 확인했다. 해당 약물을 수컷 변이 생쥐에 투여한 결과, 신경 단백질 기능이 회복되고 비정상적 행동도 정상 수준으로 개선되는 효과가 나타났다.
고재원 교수는 “이번 연구는 자폐 스펙트럼 장애의 새로운 유전적 요인을 규명하고 성별 차이의 분자적 기전을 밝힌 데 의의가 있다”며 “안전성이 검증된 기존 약물을 활용한 치료 가능성을 제시한 만큼 향후 임상 적용을 위한 후속 연구를 이어갈 계획”이라고 밝혔다.
이번 연구에는 DGIST를 비롯해 스페인 키론살루드 대학병원, 한국기초과학지원연구원, 한국과학기술연구원(KIST), 고려대학교, KAIST, 미국 콜로라도대학교 등 국내외 연구진이 참여했다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘EMBO Molecular Medicine’ 3월 20일자 온라인판에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원을 받아 수행됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
DGIST Identifies New Cause of Autism… Suggests Possibility of Treatment with Existing Drugs
Researchers at DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) have identified a new genetic cause of autism spectrum disorder and suggested the possibility of treatment using existing approved drugs.
The Synaptic Diversity and Specificity Regulation Research Group (Director: Professor Ko Jae-won) of the Department of Brain Science at DGIST announced on the 31st that they have discovered that a mutation in the ‘MDGA1’ gene, a key factor regulating connections between nerve cells, is a new cause of autism spectrum disorder.
Autism spectrum disorder is a representative neurodevelopmental disorder characterized by a lack of social interaction and repetitive behaviors; it is known that men have an incidence rate approximately 3 to 4 times higher than women. However, the biological cause of this gender difference has not been clearly identified.
Through a joint study with Spanish researchers, the research team discovered the MDGA1 missense mutation in autistic patients for the first time in the world. Analysis revealed that this gene mutation impairs the function of ‘Synapsin II,’ a protein involved in nerve signal transmission, thereby disrupting the balance of the brain's neural circuits. In particular, the research team also confirmed differences based on gender. In experiments with MDGA1 mutant mice, males exhibited autism-like behaviors, such as impaired social communication skills, while females maintained normal behavior. This was analyzed to be due to the role of the signaling system of estrogen, a female hormone, in compensating for neural circuit abnormalities.
Based on this principle, the research team also confirmed the potential for treatment using bazedoxifene, a selective estrogen receptor modulator already approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA). When the drug was administered to male mutant mice, it showed effects such as the recovery of neural protein function and an improvement in abnormal behavior to normal levels.
Professor Ko Jae-won stated, "This study is significant in that it identified a new genetic factor of autism spectrum disorder and elucidated the molecular mechanisms behind gender differences." He added, "As we have presented the possibility of treatment using an existing drug with verified safety, we plan to continue follow-up research for future clinical application." This study involved domestic and international researchers from DGIST, Chiron Salud University Hospital in Spain, the Korea Basic Science Institute, the Korea Institute of Science and Technology (KIST), Korea University, KAIST, and the University of Colorado in the United States.
The research results were published in the March 20 online edition of the international academic journal ‘EMBO Molecular Medicine’ and were conducted with support from the Ministry of Science and ICT and the National Research Foundation of Korea.
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