뇌 부피에 영향 미치는 유전자, 파킨슨병과 ADHD 발생 위험에도 영향

뇌 부피에 영향 미치는 유전자, 파킨슨병과 ADHD 발생 위험에도 영향: 최재백 / 기사승인 : 2024-11-02 12:12:37

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▲ 전장 유전체 관련 분석 결과 피질 하 뇌 구조의 크기를 조절하는 유전체 영역을 발견했다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

[mdtoday=최재백 기자] 전장 유전체 관련 분석 결과 피질 하 뇌 구조의 크기를 조절하는 유전체 영역을 발견했다는 연구 결과가 나왔다.

전장 유전체 관련 분석(Genome-wide association study) 결과 피질 하 뇌 구조의 크기를 조절하는 유전체 영역을 발견했다는 연구 결과가 ‘네이처 유전학(Nature Genetics)’에 실렸다.

연구팀은 유전적 변이가 개인의 행동·인지·정신 건강에 어떤 영향을 미치는지 알아내기 위해 인간 유전학과 신경과학의 교집합 영역을 연구하며, 과거 연구를 통해 뇌의 형태가 어느 정도 유전되어 뇌-관련 질환 발생 위험에 영향을 미친다는 사실을 알아냈다.

이에 그들은 뇌의 구조에 영향을 미치는 유전자 변이를 지도화하고, 그러한 유전자들이 뇌-관련 질환의 발생 위험에도 영향을 미칠 수 있는지 조사해왔다.

이번 전장 유전체 관련 분석 결과에 따르면, 9가지의 피질 하 뇌 구조의 부피에 영향을 미치는 새로운 유전자 변이들이 대거 발견됐다. 피질 하 뇌(Subcortical brain)의 부피는 여러 가지 발달·정신과적·신경학적 질환과 연관성이 입증됐다.

연구팀은 유럽 혈통의 참여자 7만4898명의 유전체를 분석하며 피질 하 뇌 부피가 유전학적으로 어떤 역할을 하는지 조사했다.

그들은 호흡과 수면을 포함한 생명에 필수적인 기능을 관장하는 뇌의 통제 센터인 뇌줄기, 움직임에 핵심적인 역할을 하는 미상핵(Caudate nucleus), 학습과 언어에 관련된 조가비핵(Putamen), 기억력과 학습 과정에 관여하는 해마(Hippocampus), 신체의 공간지각 능력 즉 고유감각을 조절하는 담창구(Globus pallidus), 감각적 자극을 처리하는 시상(Thalamus), 깨어 있는 정도를 조절하는 중격의지핵(Nucleus accumbens), 감정 특히 스트레스와 불안을 조절하는 편도체(Amygdala)를 자기공명영상(MRI) 스캔으로 측정했다.

MRI 스캔을 통해 뇌 부피와 밀접하게 연관된 유전체 영역이 254가지 독립적인 유전자좌(loci)로 확인됐고, 이러한 유전자 변이들이 참여자들 사이에서 관찰되는 다양성의 약 35%를 설명하는 것으로 나타났다. 참여자들의 다양성에 영향을 미치는 나머지 요인은 환경적인 것으로 추정된다.

연구팀은 새로 발견한 유전자좌의 유전적 변이를 바탕으로 ‘다유전성 점수(Polygenic score)’를 만들어 서로 다른 피질 하 뇌 구조의 부피를 예측해보고자 했다.

그들은 영국 바이오뱅크(UK Biobank) 코호트를 대상으로 ‘다유전성 점수’를 적용한 결과, 전체 두개 내(intracranial) 부피와 관계없이 서로 다른 혈통의 사람들의 피질 하 뇌 구조물 부피를 예측해낼 수 있었다고 전했다.

그들은 다유전성 점수를 계산해 18세 이하의 피질 하 뇌 구조물 부피를 예측할 수 있다는 것에 더해, 피질 하 뇌 구조물 부피 영향을 미치는 유전자와 일부 신경학적·정신과적 질환 사이의 연관성까지 확인했다고 덧붙였다.

연구팀에 따르면, 두개 내 및 피질 하 뇌 부피에 관련된 유전자들은 파킨슨병과 연관성이 있고, 두개 내 부피를 조절하는 유전자들은 ADHD·불면증·신경질적 성격(Neuroticism)과 음의 상관성이 있었다.

한편, 출생 시 체중·두위·키는 두개 내 부피와 양의 상관성을 보였다.

연구팀은 8가지 뇌 영역의 부피와 파킨슨병과 사이에 유전적으로 양의 상관성을 확인했고, ADHD와 음의 연관성을 보이는 뇌 영역의 부피는 3가지가 있었다고 전했다.

특히 그들은 각 뇌 영역이 파킨슨병 또는 ADHD에 대해 보이는 연관성이 서로 독립적이며, 이번 연구 참여자들이 특별히 ADHD 또는 파킨슨병 비율이 높게 선별된 것이 아닌 일반적인 인구 집단이었다는 점을 강조했다.

그들은 향후 연구를 통해 뇌 부피와 관련된 유전자가 신경학적·정신과적 질환에 영향을 미치는 정확한 생물학적 기전을 밝히고, 미래 치료 전략을 고안하는 데 주력할 계획이라고 밝혔다.

그러나 전문가들은 다유전자 점수의 본질적인 한계에 대해 지적했다. 그들은 다유전성 점수가 특정 코호트에서 얻은 데이터로부터 계산되어, 특정 유전자형과 관련된 표현형을 예측하는 데 사용된다고 설명했다.

다시 말해, 다유전성 점수는 기준이 된 초기 코호트 외의 서로 계통의 코호트를 대상으로는 예측력이 떨어질 수 있다는 것이다.

이번 연구의 다유전성 점수는 서로 다른 혈통의 사람들에게도 효과적인 것으로 나타났지만, 전문가들은 다유전성 점수는 인종적·과학적 기반이 탄탄한 경우에 적절하게 활용할 수 있다고 평가했다. 그들은 더 많은 참여자의 MRI 데이터를 분석해 이번 연구 결과를 검증할 필요가 있다고 전했다.

메디컬투데이 최재백 ([email protected])