소아에게 치명적인 질병은 소아 뇌종양과 백혈병이다. 이 중 소아 뇌종양의 근본 원인이 밝혀졌다. 또한 뇌전증(간질 발작)의 발생 원리를 규명해 새로운 치료법 또한 제시됐다. 소아 뇌종양의 실체가 드러난 것. 이정호 KAIST 교수 연구팀(의과학대학원)의 연구 성과다.

이번 연구 결과를 통해 수술 치료에 어려움이 있는 소아 뇌종양 기반의 난치성 뇌전증 치료에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

고현용 박사과정생이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 『네이처 메디슨(Nature Medicine)』 9월 17일 자 온라인 판에 게재됐다. 논문명은 「비라프 체성 돌연변이가 소아뇌종양의 본질적 뇌전증 발생에 기여함(BRAF somatic mutation contributes to intrinsic epileptogenicity in pediatric brain tumors)」이다.

1저자인 고현용 연구원은 “소아 뇌종양 환자의 경 줄기 세포에서 발생한 특정 돌연변이가 난치성 뇌전증 발생에 핵심 역할을 한다는 걸 국내 연구진이 최초로 발견해냈다는 것에 큰 의미가 있다”며 “소아 뇌종양으로 인해 발생한 난치성 뇌전증의 근본 원인을 규명해 과적 치료의 가능성을 처음으로 보여준 것이다”고 말했다.

소아 뇌종양은 성인 뇌종양에 비해 난치성 뇌전증이 빈번하게 동반돼 나타나는 특징을 갖는다. 그러나 소아 뇌종양에서 난치성 뇌전증이 발생하는 원인에 대해서는 현재까지 밝혀진 바가 없었다. 현존하는 항 뇌전증 약물에 반응하지 않기 때문에 환자 치료에 많은 어려움을 겪는 실정이다. 

태아의 뇌 발달과정 중 발생한 '비라프(BRAF V600E)'가 관건

이 교수 연구팀은 소아 뇌종양 환자의 뇌 조직 및 동물 모델의 분자 유전학적 분석을 통해 태아의 뇌 발달과정 중 신경줄기세포에 ‘비라프 (BRAF V600E)’라는 돌연변이가 발생하면서 난치성 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양이 발생하는 것을 규명했다.

연구팀은 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양 중 하나인 신경절 교세포종 환자의 종양 조직을 분자 유전학적으로 분석한 결과, 비라프 유전변이가 태아 뇌 발달 과정 중 발생함을 확인했다.

이 변이를 동물 모델에서 구현해 신경절 교세포종의 병리 양상을 재현하고 발작을 관찰해 소아 뇌종양 기반의 뇌전증 치료용 동물 모델을 최초로 확립했다. 

이를 이용해 면역 염색 분석과 전사체 분석을 실시했다. 소아 뇌종양에서 발생하는 난치성 뇌전증은 신경세포에 존재하는 비라프 변이로 발생한다. 또한, 교세포에 존재하는 변이는 종양 덩어리를 형성하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 확인했다.

특히 현재 임상에서 항암제로 사용되는 비라프의 저해제를 동물 모델에 주입해 난치성 뇌전증 치료 효과를 확인했다. 저해제는 생물의 작용을 정상적으로 이루어지지 못하도록 억제하는 물질이다. 

향후 연구팀은 KAIST 교원창업기업인 소바제(대표 김병태)를 통해 소아 뇌종양 기반의 난치성 뇌전증 치료약 개발에 나설 예정이다.

이번 연구는 연세대학교 의과대학 세브란스 병원의 김동석·김세훈·강훈철 교수 연구팀과 공동 연구로 수행됐으며 서경배과학재단, 보건복지부 세계선도과학자육성사업의 지원을 받아 수행됐다. 

양도웅 기자 doh0328@kyosu.net

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