자폐범주성 장애(자폐증)는 사회적인 상호작용이 제대로 이루어지지 않고 같은 행동을 반복적으로 수행하는 증상을 특징으로 하는 신경발달성 장애로 전세계적으로 유병률이 매년 증가하여 현재는 1.5%에 달하는 환자를 지니고 있다. 특히 우리나라는 유병률이 2.6%에 이른다는 보고가 있는 등 전 세계적으로도 가장 높은 유병률을 보이고 있다.
자폐증은 유전인자와 환경인자에 의해 발생한다는 것은 알려져 있지만 현재까지 왜 이렇게 자폐증 유병률이 증가하고 있는지 또 치료 방법은 무엇인지에 대해 명확하게 규명되지 않았다.
임신 중에 특정의약품에 과도하게 노출되면 기형과 자폐범주성 장애를 유발할 수 있음이 알려져 있는데 신 교수팀의 이번 연구는 이러한 약물 의도성 자폐범주성 장애가 1세대인 아들 세대뿐만 아니라 손자 및 증손자 세대까지 이어져 나타날 수 있음을 동물 실험을 통해 규명했다.
이번 연구는 자폐증이 지속적으로 증가하는 원인을 밝혀내고 자폐 행동 개선 치료 물질 등 자폐증 치료제 개발을 위한 중요한 단서를 제공했다는 평가를 받고 있다.
신 교수 연구팀은 환경인자(발프로산)에 노출된 자폐 동물을 통해 세대간 전이가 이뤄졌는지 연구했다.
신체적 기형을 살편본 결과 1세대에서는 관찰되지만 2세대나 3세대에서는 유전되지 않았다. 그러나 자폐증에서 관찰되는 대두증과 자폐범주성 행동장애의 지표 신호전달 체계인 전두엽피질 내 GSK3β(인산화 효소, 글리코겐 신타제 키나제 3β)(Glycogen Synthase Kinase-3β)의 인산화는 정상화군에 비해 자폐 동물 3세대까지 유전됨을 확인했다.
자폐증의 사회성 결여 현상도 3세대까지 유전됐다. 또 자폐증 발병원인인 전두엽피질 내 흥분성·억제성 뉴런 불균형이 자폐 동물모델 3세대까지 유전이 확인됐다. 신경전달에 관여하는 NMDA 수용체와 AMPA 수용체의 발현이상도 3세대까지 이어졌다.
신 교수팀은 내인성 신경조절물질로 알려진 아그마틴(Agmatine)을 자폐 동물 모델에 투여한 결과, 사회성 결여 개선효과 및 과잉행동 억제 등 자폐 행동 개선 효과를 관찰할 수 있었다.
신 교수는 “약물 노출에 의해 나타나는 꼬리가 휘어지는 등의 신체적 기형은 1세대에서만 나타나고 손자나 증손자 세대에는 전달되지 않지만 자폐범주성 장애 증상은 적어도 3세대까지 계속 이어져 나타났다”며 “이번 연구 결과는 환경인자 유발성 자폐범주성 장애가 다세대에 걸쳐 유전되어 자폐증의 지속적인 유병률 증가의 한 원인이 될 것임을 증명한 것으로 평가된다”고 말했다.
또 신교수 연구팀은 두뇌 조직에서 흥분성 신경의 이상 분화가 3세대에 걸쳐 일어난다는 사실을 규명했으며 이를 조절함으로서 자폐범주성 장애 증상이 완화될 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이는 현재까지 마땅한 치료제가 없는 자폐증 치료를 위한 전기를 마련한 것으로 평가된다.
신 교수는 “유전성 자폐범주성 장애 뿐 아니라 환경 인자에 의한 자폐범주성장애가 손자 및 증손자 세대까지 걸쳐 유전될 수 있는 것을 확인했다”며 “앞으로 환경성 자폐유발인자 관리 및 치료제 개발의 토대를 확립할 수 있게 됐다”고 말했다.
서울경제 파퓰러사이언스 인더스트리4.0 장순관 기자
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