수천 건의 사후 뇌 샘플을 분석한 새로운 연구에 따르면, 자폐증을 포함한 특정 신경 및 정신 질환을 가진 사람들의 뇌에서는 면역 체계 기능에 관여하는 유전자들이 비정상적인 발현 양상을 보이는 것으로 나타났습니다.
연구 대상이 된 1,275개의 면역 관련 유전자 중 765개(60%)가 자폐증, 정신분열증, 양극성 장애, 우울증, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 6가지 질환 중 하나를 가진 성인의 뇌에서 과발현되거나 저발현되었습니다. 이러한 발현 양상은 사례별로 다르며, 각 질환마다 고유한 "특징"을 가지고 있음을 시사한다고 뉴욕주 시러큐스에 있는 노던 스테이트 의과대학 정신의학 및 행동과학 교수이자 이번 연구의 주 저자인 춘유 류 박사는 말했습니다.
류 교수에 따르면, 면역 유전자의 발현은 염증의 지표로 작용할 수 있다. 이러한 면역 활성화, 특히 자궁 내 활성화는 자폐증과 관련이 있지만, 그 기전은 아직 명확하지 않다.
"제 생각에는 면역 체계가 뇌 질환에 중요한 역할을 하는 것 같습니다."라고 류 교수는 말했다. "그는 핵심적인 인물입니다."
이번 연구에 참여하지 않은 위스콘신-매디슨 대학교 생물심리학 명예교수 크리스토퍼 코는 이번 연구만으로는 면역 활성화가 질병을 유발하는 데 역할을 하는지, 아니면 질병 자체가 면역 활성화에 영향을 미치는지 알 수 없다고 말했다.
류 교수와 그의 연구팀은 자폐증 환자 103명과 대조군 1,178명을 포함한 총 2,467개의 사후 뇌 샘플에서 1,275개의 면역 유전자 발현 수준을 분석했습니다. 데이터는 ArrayExpress와 Gene Expression Omnibus라는 두 개의 전사체 데이터베이스와 기존에 발표된 연구 자료에서 얻었습니다.
자폐증 환자의 뇌에서 275개 유전자의 평균 발현 수준은 대조군과 다릅니다. 알츠하이머병 환자의 뇌에서는 638개의 차등 발현 유전자가 발견되었고, 그 다음으로는 정신분열증(220개), 파킨슨병(97개), 양극성 장애(58개), 우울증(27개) 순으로 나타났습니다.
자폐증 남성의 유전자 발현 수준은 자폐증 여성보다 더 다양했으며, 우울증 여성의 뇌는 우울증 남성의 뇌보다 더 큰 차이를 보였다. 나머지 네 가지 질환에서는 성별 차이가 나타나지 않았다.
자폐증과 관련된 표현 양상은 다른 정신 질환보다는 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경계 질환과 더 유사합니다. 신경계 질환은 정의상 파킨슨병에서 나타나는 도파민 신경세포의 소실과 같은 뇌의 물리적 특징을 보여야 합니다. 그러나 연구자들은 아직 자폐증의 이러한 특징을 규명하지 못했습니다.
"이러한 [유사점]은 우리가 탐구해야 할 또 다른 방향을 제시해 줍니다."라고 류 교수는 말했다. "어쩌면 언젠가 우리는 병리학을 더 잘 이해하게 될지도 모릅니다."
CRH와 TAC1이라는 두 유전자가 이 질병들에서 가장 빈번하게 변형되었는데, CRH는 파킨슨병을 제외한 모든 질병에서 발현이 감소했고, TAC1은 우울증을 제외한 모든 질병에서 발현이 감소했습니다. 두 유전자 모두 뇌의 면역 세포인 미세아교세포의 활성화에 영향을 미칩니다.
코 교수는 비정상적인 미세아교세포 활성화가 "정상적인 신경 발생 및 시냅스 형성을 손상시킬 수 있으며", 다양한 조건에서 신경 활동을 유사하게 방해할 수 있다고 말했다.
2018년 사후 뇌 조직 연구에 따르면 성상세포 및 시냅스 기능과 관련된 유전자들은 자폐증, 정신분열증, 양극성 장애 환자에서 동일하게 발현되는 것으로 나타났습니다. 그러나 이 연구는 미세아교세포 관련 유전자들은 자폐증 환자에게서만 과발현된다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구에 참여하지 않은 덴마크 코펜하겐 대학교 생물학 및 정밀 정신의학 교수이자 연구 책임자인 마이클 벤로스는 면역 유전자 활성화가 더 심한 사람들은 "신경 염증성 질환"을 앓을 수 있다고 말했습니다.
"이러한 잠재적 하위 그룹을 식별하고 그들에게 보다 구체적인 치료법을 제공하는 것이 흥미로울 수 있습니다."라고 벤로스는 말했습니다.
연구 결과, 뇌 조직 샘플에서 관찰된 대부분의 유전자 발현 변화가 동일 질환 환자의 혈액 샘플에서 얻은 유전자 발현 패턴 데이터 세트에는 나타나지 않는 것으로 밝혀졌습니다. 이번 연구에 참여하지 않은 UC 데이비스 정신의학 및 행동과학 교수인 신시아 슈만은 이러한 "다소 예상치 못한" 발견이 뇌 구조 연구의 중요성을 보여준다고 말했습니다.
류 교수와 그의 연구팀은 염증이 뇌 질환의 원인 중 하나인지 더 잘 이해하기 위해 세포 모델을 구축하고 있습니다.
이 기사는 자폐증 연구 뉴스 분야를 선도하는 웹사이트인 Spectrum에 처음 게재되었습니다. 이 기사를 인용하려면 다음 링크를 참조하십시오: https://doi.org/10.53053/UWCJ7407