'다운증후군 태아' 치료길 열렸다
산전검사에서 태아가 다운증후군에 걸린 게 확인됐을 때 이를 치료할 수 있는 길이 제시됐다.

하기와라 마사토시 일본 교토대 의대 교수가 이끄는 연구팀은 동물실험과 세포연구를 통해 출생 전 다운증후군 증상을 개선하는 신약후보물질을 찾아냈다고 지난 5일 발표했다. 이번에 발견한 신약후보물질은 ‘알제논(Algernon)’이다. 신경세포 증식을 억제하는 것으로 알려진 유전자 ‘DYRK1A’의 기능을 방해함으로써 신경세포 증식을 돕는 역할을 하는 것으로 확인됐다.

다운증후군은 세계 어디서나 약 1000명당 한 명의 확률로 발생하는 가장 흔한 염색체 이상 질환으로 알려져 있다. 국내에서도 지난해 다운증후군으로 병원을 찾은 환자 수는 2074명이었다. 발병 원인은 체세포의 염색체 중 21번 염색체가 정상보다 하나 더 많기 때문으로 전해졌다. 다운증후군에 걸리면 지적 장애는 물론 선천성 심장질환 등 여러 합병증을 동반한다. 최근에는 산전검사를 통해 조기부터 진단 후 치료를 진행하지만 완치할 수 있는 치료법은 아직 개발되지 않았다.

연구팀은 다운증후군이 신경세포 증식과 관련이 있다는 데 주목했다. 다운증후군 환자는 DYRK1A의 발현이 과다하게 나타나 정상보다 신경세포 증식 기능이 떨어져 있다. 이 때문에 뇌구조 발달이 더딘 것으로 알려졌다. 연구팀은 다운증후군에 걸린 새끼를 임신한 실험용 쥐와 다운증후군에 걸린 사람의 체세포로 만든 유도만능줄기세포(iPS 세포)를 활용했다. 알제논을 임신 중인 실험용 쥐에게 투여했더니 다운증후군에 걸린 새끼 쥐의 대뇌피질 형성이 정상에 가까워졌다. 대뇌피질은 기억, 집중, 사고, 언어 등을 관장한다.

미로 속에서 목적지를 찾아가는 실험을 한 결과 학습능력도 개선됐다. 대뇌피질은 기억, 집중, 사고, 언어 등을 관장한다. 사람의 체세포로 만든 iPS 세포에서도 알제논을 투여한 결과 신경세포를 만들어 내는 줄기세포가 증가했다. 하기와라 교수는 “태아기에 알제논을 투약하면 신경계 줄기세포 증식이 촉진된다”며 “이 기능이 저하돼 생긴 뇌구조 이상을 개선할 가능성이 제시된 것”이라고 설명했다.

연구팀은 알제논의 발견을 다운증후군뿐만 아니라 다른 질병에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있다. 알제논이 신경계 줄기세포 증식과 관련이 있기 때문이다. 하기와라 교수는 “이번에 발견한 화합물 알제논은 신경계 줄기세포 증식을 촉진한다”며 “신경세포 생성과 관련된 알츠하이머병, 우울증, 파킨슨병 등에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 연구 결과는 지난 6일 국제학술지 PNAS에 게재됐다.

임락근 기자 rklim@hankyung.com