헌팅턴병은 기저핵의 뇌세포를 파괴하는 유전자 돌연변이로 인해 발생하는 희귀하고 치명적인 신경 퇴행성 질환으로 운동, 인지, 정서 장애가 점진적으로 진행됩니다. MIT의 최근 연구 성과는 이 질환이 의사 결정, 감정, 운동 조절을 담당하는 기저핵의 중요한 부분인 선조체에 어떤 영향을 미치는지 밝히고 있습니다.
연구자들은 이 새로운 이해가 헌팅턴병과 선조체에 영향을 미치는 다른 질환에 대한 새로운 치료 옵션으로 이어질 수 있기를 희망합니다.
헌팅턴병 병리
헌팅턴병은 헌팅틴 유전자 HTT의 코딩 영역에서 CAG 염기 삼중염기의 불안정한 반복이 확장되어 발생하는 유전성, 치명적인 신경 퇴행성 질환입니다.
헌팅턴병의 주요 병리에는 선조체의 중간 가시 뉴런이 점진적으로 손실되는 것이 포함됩니다.
자발적 움직임과 관련된 간접적인 운동 제어 경로에 관여하는 이 뉴런의 손실은 헌팅턴병과 관련된 운동 기능 장애, 제어할 수 없는 움직임, 비정상적인 신체 자세와 함께 정신 및 인지 장애, 대사 이상 등을 유발합니다. 기저핵의 일부인 선조체는 특정 행동의 결과를 평가해야 하는 결정을 내리는 역할을 담당합니다.
선조체는 뉴런의 클러스터인 스트라이오좀과 스트라이오좀을 둘러싸고 있는 매트릭스로 나뉩니다.
이 발견은 수십 년 전에 MIT 맥거번 뇌연구소 교수이자 이번 연구의 선임 저자 중 한 명인 앤 그레이비엘(Ann Graybiel)은 MIT 맥거번 뇌연구소 교수입니다. 그녀의 연구는 또한 불안감을 유발하는 비용 편익 분석이 필요한 의사 결정을 내릴 때 스트리오좀이 필요하다는 사실을 밝혀냈습니다. 또한 2007년 오클랜드 대학교의 연구에 따르면 헌팅턴병 환자의 사후 뇌 조직에서 스트리오솜의 퇴화가 현저한 것으로 나타났습니다.
같은 2007년 연구에서는 헌팅턴 환자들이 살아 있는 동안 운동 증상이 나타나기 훨씬 전에 여러 가지 기분 장애 증상을 보였다는 사실을 확인했습니다. In 새로운 연구 그레이비엘과 MIT의 다른 신경과학자들은 헌팅턴병이 선조체의 세포에 미치는 영향에 대한 이해를 넓혔습니다.
MIT 연구팀은 처음으로 선조체의 두 가지 세포 집단이 헌팅턴병에 의해 서로 다른 영향을 받는다는 사실을 관찰할 수 있었는데, 이 중 하나의 신경 퇴행은 운동 장애를 유발하는 반면 다른 세포 집단에 대한 손상은 질병의 초기 단계에서 흔히 볼 수 있는 기분 장애를 설명할 수 있다는 사실을 발견했습니다.
헌팅턴병의 염색체 발현 패턴
연구팀은 단일 세포 RNA 시퀀싱을 사용하여 염색체 및 기질 세포의 유전자 발현 패턴을 분석함으로써 이러한 획기적인 관찰을 수행했습니다.
연구팀은 헌팅턴병의 두 가지 동물 모델에서 얻은 인간의 뇌 샘플과 뇌 조직을 모두 활용했습니다. zQ175 형질전환 마우스 모델 과 R6/2 형질전환 마우스 모델.
연구팀은 연구에서 매트릭스 뉴런보다 스트라이오솜 뉴런이 헌팅턴병에 더 큰 타격을 받는다는 사실을 발견했습니다.
보다 구체적으로, 스트리오솜 내에서는 D2 뉴런(‘안 가는’ 경로의 일부)이 D1 뉴런(‘가는’ 경로의 일부)보다 더 취약합니다.
연구팀은 기분 조절에 관여하는 것으로 알려진 스트리오솜의 손상이 헌팅턴병 초기 단계의 환자들에게 나타나는 기분 장애의 원인이 될 수 있으며, 이후 매트릭스 뉴런의 퇴화가 질병 말기에 발생하는 운동 기능 저하의 원인이 될 수 있음을 관찰했습니다.
연구팀은 시간이 지남에 따라 이 네 가지 주요 세포 유형이 분자적 정체성을 잃기 시작하고 서로 구별하기가 더 어려워진다는 사실을 발견했습니다.
연구진은 선조체 지도를 통해 헌팅턴병, 파킨슨병, 자폐 스펙트럼 장애, 강박 장애, 뚜렛병 등 선조체와 관련이 있을 수 있는 여러 질환에 대한 이해를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
연구진은 또한 헌팅턴병 및 관련 뇌 질환의 선조체 손상을 더 잘 이해하면 궁극적으로 뇌 내의 특정 세포를 표적으로 하는 새로운 치료법으로 이어질 수 있으며, 궁극적으로 환자를 위한 더 나은 치료와 결과를 얻을 수 있기를 희망합니다.
그레이비엘은 “선조체와 관련된 질환은 매우 많으며, 현재 부분적으로 전사체학을 통해 이 모든 것이 어떻게 결합될 수 있는지 이해하기 위해 노력하고 있습니다.”라고 요약합니다.
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