모야모야병 환자 뇌에서는 아지랑이가 피어오르는 것과 같은 모습의 이상 혈관이 나타난다. 한국일보 자료사진
모야모야병(Moyamoya disease)은 뇌에 혈액을 공급하는 뇌 속의 특정 혈관(내경 동맥 끝 부분)이 좁아지거나 막히는 질환이다. 불충분한 혈류를 보완하기 위해 바깥목 동맥으로부터 대체 혈관이 발달하는데 이들 혈관은 비정상적으로 가느다랗다.
국내 연구진이 모야모야병이 악화되는 원인의 하나가 RNF213 변이 유전자와 작용하는 혈관 내피 세포의 자가 포식 능력 저하 때문이라는 연구 결과를 내놓았다.
홍지만 아주대병원 신경과 교수(신희선 연구원) 연구팀은 RNF213 유전자 변이를 가진 모야모야병 환자의 경우 영양 결핍(굶주림), 저산소 등의 스트레스를 받는 환경에 처하면 병이 더 심각하게 진행되는 것을 확인했다.
연구팀은 모야모야병 환자 30명과 정상인 15명을 비교했다. 환자군의 경우 RNF213 유전자 정상군(15명)과 변이군(15명)으로 나눠, 각각 말초혈액 단핵세포에서 자가 포식 능력을 분석했다.
그 결과, 유전자 변형을 가진 환자의 내피 세포 기능이 떨어져 있었고, 유전자 변형 세포에서 자가 포식이 비정상적으로 억제돼 있었다.
아주대병원 제공
아주대병원 제공
또 인간 탯줄 정맥 내피 세포에 RNF213 유전자의 정상 형질과 변이 형질을 각각 임의적으로 과발현한 후 모야모야병 환자의 두개 내 환경과 비슷하도록 세포를 저산소 및 포도당 결핍에 2시간 노출시켰다.
그 결과, RNF213 유전자 변이의 내피 세포에서 자가포식낭이 더 많이 관찰됐다. 자가포식낭은 우리 몸 세포질에서 비정상 단백질을 제거할 때 관찰되는 형태다.
특히 저산소 및 포도당 결핍에 노출된 이후 자가 포식 억제와 혈관 내피 세포의 기능 저하가 뚜렷이 관찰됐으며, 투과 전자 현미경을 통해 세포 내 자가포식낭이 더 많이 관찰됐다.
연구팀은 자가 포식 유도제를 사용한 뒤 유전자 변이 세포가 정상적인 자가 포식 기능을 회복한 것을 확인했다.
RNF213 단백질은 우리 몸에서 불필요하거나 비정상적인 단백질을 제거하는 데 중요한 역할을 한다고 알려져 있으며, 자가 포식이나 불필요한 단백질 제거 등을 통해 세포 스트레스 조건 하에서도 세포 항상성을 유지하는 생리 메커니즘이다.
연구팀은 “자가 포식 억제 및 혈관 내피 세포 기능 저하가 뇌혈관 내 비정상 단백질 축적, 뇌혈류 감소 등을 일으켜 모야모야병을 더 악화시키는 것으로 추측된다”고 했다.
홍지만 교수는 “이번 연구는 RNF213 유전자 변이 모야모야병에서 저산소 등의 환경적인 스트레스가 병을 심각하게 진행시키는 것을 처음 확인했다는 데 의의가 있다”고 했다.
제1저자인 신희선 연구원은 “실제 모야모야병 환자의 말초 혈액 세포에서 자가 포식과 혈관 세포 기능 연관성을 규명해 신약 개발 및 임상 적용도 기대된다”고 했다.
연구 결과는 뇌혈류 대사 분야 국제 학술지인 ‘Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism’에 실렸다.
한편 RNF213 유전자 변이를 가진 환자의 비율은 한국과 일본의 경우 80% 정도다.
모야모야병은 뇌에 혈액을 공급하는 동맥이 서서히 좁아지다가 결국 막히는 희소 난치병이다. 뇌에 공급되는 혈액이 부족해지면 이를 보충하기 위해 비정상적인 미세 혈관이 자라는데, 이 혈관이 마치 연기가 피어나는 모양과 비슷하다고 해서 일본어로 ‘모락모락’이란 뜻인 ‘모야모야’병으로 부른다.
모야모야병은 한국·일본·중국 등 아시아에서 유병률과 가족력이 높다. 이에 유전적 원인이 발병의 주원인으로 추정되고 있다.