KAIST, 파킨슨병 새치료 전략 제시…RNA 편집 효소 역할 발견

영국 UCL 국립신경전문병원 연구소-프랜시스 크릭 연구소 공동연구
신경염증 조절에 RNA 편집 효소(ADAR1)가 핵심 역할 최초 규명
에이다원(ADAR1)이 RNA 편집 수행, 만성 염증 유발 및 파킨슨병 진행 촉진

[대전=뉴시스] KAIST가 국제공동연구를 통해 파킨슨병의 원인 물질인 알파시누클린(α-synuclein) 올리고머 처리시 환자유래줄기세포 분화 교세포에서 ADAR에 의한 유전자 정보를 바꾸는 'A-to-I RNA' 편집 유도로 알파시누클린이 RNA 편집으로 파킨슨병 진행과 연관될 가능성이 높다는것을 확인했다.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 파킨슨병의 핵심 병리 중 하나인 신경염증 조절에서 RNA 편집(RNA editing)이 중요한 역할을 한다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 뇌인지과학과 최민이 교수팀이 영국 UCL 국립신경전문병원 연구소, 프랜시스 크릭 연구소와 공동 연구를 통해 뇌를 보호하려고 염증반응을 일으키는 교세포(astrocyte)에서 RNA 편집 효소인 '에이다원(ADAR1)'이 면역반응을 조절하는 중요한 역할을 하며 파킨슨병의 병리진행에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 입증했다고 27일 밝혔다.

이번에 최민이 교수팀은 파킨슨 환자에게서 유래한 줄기세포를 이용해 뇌의 신경세포를 돕는 교세포와 신경세포로 구성된 세포 모델을 만들고, 파킨슨병의 원인이 된다고 알려진 알파시뉴클레인(α-synuclein) 응집체를 처리한 뒤 뇌 면역세포의 염증 반응을 관찰했다.

관찰 결과, 알파시뉴클레인 응집체 초기 병리형태인 알파시뉴클레인 단량체(oligomer)가 교세포 내 세포가 위험을 감지하는 센서처럼 작동하는 통로(Toll-like receptor) 및 바이러스나 병원균과 싸우는 면역신호 네트워크인 인터페론 반응경로를 활성화하는 것으로 나타났다.

이 과정에서 RNA 편집 효소인 에이다원이 발현하면서 기능과 구조 등 단백질 성질이 바뀌는 아이소폼으로 변형되는 것을 확인했다.

특히 바이러스 감염시 면역반응을 조절하기 위해 기능을 발휘하던 에이다원이 수행하는 RNA의 편집 활동이 'A(아데노신)'를 'I(이노신)'로 바꾸는 유전자 명령 수정작업(A-to-I RNA 편집)을 일으키는 것을 규명했다.

이는 RNA 편집 활동이 정상적인 상황이 아니라 염증을 일으키는 유전자들에 비정상적으로 집중돼 있다는 걸 의미한다. 이 현상은 환자 유래 줄기세포 분화 신경세포뿐만 아니라 실제 파킨슨병 환자 뇌의 부검조직에서도 동일하게 관찰됐다.

이를 통해 RNA 편집의 이상 조절이 교세포의 만성 염증반응을 유도하고 결과적으로 신경세포 독성과 병리 진행으로 이어질 수 있음을 입증했다.

이번 연구는 신경 면역세포인 교세포 내 RNA 편집 조절이 신경염증 반응의 핵심 기전이라는 사실을 새롭게 밝혔다는 데 큰 의미가 있고 에이다원이 파킨슨병 치료의 새로운 타깃 유전자로 작용할 수 있음을 제시해 주목받고 있다.

최민이 교수가 제1 저자로 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴스드(Science Advances)'에 지난 11일 게재됐다.(논문명: Astrocytic RNA editing regulates the host immune response to alpha-synuclein)

최 교수는 "이번 연구는 단백질 응집으로 인한 염증반응의 조절자가 RNA 편집이라는 새로운 층위에서 작동함을 입증한 것으로 기존의 파킨슨병 치료 접근과는 전혀 다른 치료 전략을 제시할 수 있다"며 "RNA 편집 기술은 신경염증 치료제 개발의 중요한 전환점이 될 수 있을 것"이라고 말했다.

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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