희귀 뇌발달 질환인 웨스트 증후군(West syndrome)의 새로운 원인이 밝혀져 치료에 대한 희망의 길이 열렸다. 

한기훈 고려대 의과대학 뇌신경과학교실 교수팀과 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단(김은준 단장, KAIST 석좌교수)이 공동연구를 통해 CYFIP2 유전자의 단일 염기서열 변이가 웨스트 증후군의 원인이 될 수 있음을 동물모델에서 확인했다.

웨스트 증후군은 신생아 1만 명당 6명 미만에서 발생하는 희귀 뇌발달 질환으로, 만 1세 이전에 영아연축(Infantile spasm), 간질 등의 증상이 나타나며 이후에도 지적장애와 발달장애가 동반되는 난치성 질환이다. 연구팀은 최근 외국에서 수행된 웨스트 증후군 환자의 유전체 분석에서 CYFIP2 유전자 변이가 다수 보고된 점에 주목했으며, 가장 빈번히 나타나는 변이(Hotspot mutation, p.Arg87Cys)에 대한 생쥐 모델을 제작해 분석했다.

그 결과, CYFIP2 유전자 변형 생쥐가 어린 시기에 연축행동, 소뇌증, 발달장애 등 웨스트 증후군 환자에서 보이는 대표적 증상들을 재현함을 확인했다. 또한 성체 시기에는 뇌 해마 영역에서 신경세포가 소실되고 별아교세포 및 미세아교세포 과다성장(Gliosis)이 일어남을 발견했다. 나아가 분자 기전으로서 p.Arg87Cys 변이가 CYFIP2 단백질 유비퀴틴화를 촉진해 안정성을 저해함을 규명했다.

연구책임자 한기훈 교수는 “이번 연구를 통해 환자에서 발견된 CYFIP2 유전자 변이와 웨스트 증후군 발병 간 인과관계를 검증함과 동시에 해당 변이가 CYFIP2 단백질에 미치는 영향을 구체적으로 규명한 것이 가장 중요한 성과”라며, “이번에 제작된 CYFIP2 유전자 변형 동물모델은 웨스트 증후군 발병에 대한 심도 있는 신경과학적 기전 규명과 새로운 치료법 개발에 활용가치가 매우 크다”라고 기대를 전했다.

이번 연구는 공동 제1저자인 강무원 KAIST  대학원생,장은화 고대의대 박사, 강혜림 대학원생, 공동 교신저자인 김은준 IBS 시냅스 뇌질환 연구단 단장,한기훈 고대의대  교수가 주도했으며, 과학기술정보통신부·한국연구재단 중견연구자지원사업, 뇌과학원천기술개발사업 및 IBS 시냅스 뇌질환 연구단 등의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 저명한 국제학술지인 신경학 연보 10월 17일 온라인 판에 ‘The CYFIP2 p.Arg87Cys causes neurological defects and degradation of CYFIP2’라는 제목으로 게재됐다.

김은준 시냅스 뇌질환 연구단 단장, 강무원 대학원생, 한기훈 고려대 의과대학 뇌신경과학교실 교수, 장은화 박사, 강혜림 대학원생. (고려대 의과대학 제공)