BioHackersNet근위축성 측삭 경화증
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실험하기 편리한 '루게릭병 쥐' 모델 새로 개발
정보출처 BioDotCom
- 출판날짜 2002년 01월 29일
- 주제분야 유전학, 진화론(F15)
Wyeth-Ayerst 제약회사와 존스 홉킨스 대학 연구진은 종전의 생쥐(mouse) 모델보다 훨씬 실험하기 용이한 루게릭 병 쥐 모델을 개발, 1월 29일 자 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences) 지에 그 과정을 발표했다. 쥐(rat)는 크기가 크기 때문에 근위축성 측삭 경화증(ALS, amyotrophic lateral sclerosis)이라 알려진 치명적인 병에 대해 더 잘 이해할 수 있을 뿐만 아니라, 줄기 세포(stem cells)를 이용한 것 같은 새로운 치료법의 효과를 훨씬 신속하게 평가할 수 있는 장점이 있다. 형질전환 쥐는 사람의 유전자를 가지고 있는 쥐로서, 생쥐를 통해서는 알 수 없었던 성상세포(astrocytes)라는 뇌세포의 역할을 밝히는데 이미 일조한 바 있다. ALS 쥐는 신경 퇴화성 질환의 쥐 모델로써는 처음 만들어진 것으로, ALS 생쥐보다 훨씬 빨리 ALS와 유사한 장애 증세를 보이기 시작한다. 존스 홉킨스의 제프리 로드스타인(Jeffrey Rothstein) 박사에 따르면 형질전환 쥐는 매우 강력한 수단이 될 수 있으며, 생쥐의 경우 너무 작아서 척추에 주사를 하기도 불편하다. Wyeth-Ayerst 사의 연구? 坪?쥐가 사람의 비정상적인 SOD1(superoxide dismutase) 유전자를 가지도록 조작했다. SOD1은 정상적인 경우 DNA에 손상을 주어 세포를 죽이는 유리기(free radicals)를 분해하는데, 여러 ALS 케이스 중 유전적 돌연변이로 SOD1에 이상이 생기는 것이 원인인 경우가 약 1/5 정도이다. SOD1 쥐는 SOD1 생쥐처럼 사람의 ALS와 아주 흡사하게 중추 신경계 전체 운동 신경 세포가 죽는 특이한 증세가 발생하지만, 생쥐와 달리 증세가 나타나지 않는 기간이 좀 더 오래 지속되다가 일단 발생되면 생쥐보다 훨씬 빨리 급속도로 나빠진다. 병이 빨리 진행되면 몇몇 가능한 치료법의 미세한 효과를 발견하지 못하는 측면도 있지만, 줄기 세포를 쉽게 테스트하고 병을 연구하는데 큰 장점이 될 수 있다. 줄기 세포는 다른 세포의 전구 세포로써 배아 줄기 세포(embryonic stem cells)는 인체 내 어떤 세포로도 분화할 수 있는 반면, 소위 성인 줄기 세포(adult stem cells)는 뉴런 줄기 세포(neuronal stem cells)처럼 자연적으로 특정 조직의 일부 세포가 되게끔 운명지어져 있다. 나아가 새로운 쥐 모델을 개발함으로써 성상세포가 질병 초기 단! 계에서 주요 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 성상세포는 뇌 조직의 약 50% 이상을 차지하는 세포로써, 정상적인 경우 혈관과 뉴런을 연결해주는 역할을 한다. 그런데 ALS 쥐는 신체적 증상이 나타나기 전에 원인을 알 수는 없지만 글루타메이트(glutamate)의 운반자가 성상세포에서 완전히 사라진다고 한다. 로드스타인 박사는 글루타메이트 운반자가 없어지는 것이 운동 뉴런이 죽고 결국 사지가 마비되는 첫 단계가 된다고 추측하고 있다. 글루타메이트는 뉴런을 활성화시키며, 성상세포의 글루타메이트 운반자는 글루타메이트를 뉴런 외부와 적절히 균형을 이루도록 해서 뇌세포가 과도하게 자극되지 않도록 해 준다. 그런데 성상세포의 운반자가 없어지기 시작하면 글루타메이트가 세포 외부에 축적되기 시작하고, 결국 글루타메이트에 의한 독성이 나타나는 것이다. 연구진은 글루타메이트로 인해 뉴런이 과다하게 자극을 받으면 뉴런이 죽는다고 생각하고 있으며, 이 학설을 뒷받침할 만한 증거를 찾고 있는 중이다. 돌연변이 SOD1이 어떻게 직접적으로 세포에 손상을 주는지는 아직 미스테리이지만, 쥐 모델은 잘못된 효소가 어! 떻게 병을 일으키는지 연구하는데 큰 도움이 될 것으로 보인다.