윌슨병에서 간질환과 신경질환의 발병기전에 대한 동물모델연구

Abstract

서론: 윌슨병은 간에서 구리 대사를 관장하는 ATP7B단백의 결함에 발생하는 대표적 선천성 대사 이상 질환이다. 본 질환은 간 조직의 구리 침착에서 시작하여 간질환 및 신경계의 이상을 보인다. 본 연구에서는 윌슨병의 동물모델을 이용하여 간 조직 및 뇌조직에서 질환의 경과에 중요한 역할을 하는 분자생물학적 변화를 조사하였다.

방법: 윌슨병의 동물모델인 Long-Evans Cinnamon (LEC) 랫트와 정상군의 Long-Evans Agouti 랫트를 생후 6주령, 12주령, 24주령별로 각각 3마리씩 선별하였다. 간 조직에서 연령에 따른 병리소견을 조사하였고, 2차원 겔 전기영동과 MALDI-TOF-MS를 이용하여 단백발현양상을 조사하였고, Western Blotting으로 검증하였다. 뇌조직에서는 RNA를 추출하여 RatRef-12 expression bead array를 수행하여 연령대별로 발현양상의 차이가 나는 유전자들을 선별 후, real-time polymerase chain reaction로 검증하였다.

결과: 간 조직의 병리 소견은 사람의 윌슨병의 자연 경과와 비슷한 소견을 확인하였다. 단백발현 양상의 조사를 통해 초기시기부터 사립체에 발현하는 단백질의 발현이 감소됨을 확인하였으며, 연령이 지남에 따라 사립체 손상이 광범위해지며, malate dehydrogenase 1, annexin A5, transferrin, S-adenosylhomocysteine hydrolase, and sulfite oxidase 1와 같은 산화 독성 및 세포 자멸사에 관련하는 단백질의 발현이 감소됨을 확인 할 수 있었다.

뇌조직에서는 뇌에서 구리의 침착이 뚜렷해지는 24주령의 랫트에서 발현양상의 차이를 보이는 유전자들을 선별하여 총 179개의 유전자들을 발견하였다. 이들을 기능적으로 분석하여 대부분의 유전자들이 신경계의 발달 및 활성도, 산화 독성 및 세포 자멸사, 염증반응 및 신호전달체계에 관여함을 알 수 있었다. 특히 알츠하이머병, 파킨슨병과의 유사한 병인의 가능성, calcium-calcineurin 신호 전달 체계 및 철분에 매개되는 독성, S-adenosylhomocysteine의 대사과정의 변화를 확인할 수 있었다.

결론: 본 연구의 결과는 윌슨병의 자연경과에 산화 독성 및 세포자멸사 과정이 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 이외에 좀더 다양한 병태 생리의 과정이 발생함을 알 수 있었다. 향 후 다른 동물 모델 및 사람에서 채집이 가능한 조직을 통한 연구를 통해 이들의 역할에 대한 검증이 필요하다.