학습장애 '누난증후군'…원인 규명됐다

국제연구팀, 학습장애 원인 규명과 치료법 내놓아

▲누난증후군의 원인이 규명됐다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자]누난증후군을 앓고 있는 동물모델에서 학습장애 원인이 밝혀져 관심을 모으고 있다. 누난증후군(Noonan syndrome)은 발달질환으로 선천성 심장병, 안면기형, 작은 키 등의 증상을 보이며 특히 30~50% 정도의 환자들은 학습장애를 겪는다.

국제 연구팀이 공동으로 희귀난치성 유전질환인 누난증후군의 동물모델에서 나타나는 학습장애의 원인을 밝혀내고 이를 바탕으로 새로운 치료제 개발의 실마리를 제시했다. 누난증후군은 1000~2500명 중 한 명꼴로 나타나는 발달질환이다.

그동안 누난증후군과 관련해 심장병과 성장지연 등에 대해서는 많은 연구가 이뤄졌다. 반면 학습능력과 인지적 측면에 대해서는 많이 알려지지 않았다. 환자(아동)들 중 다수가 겪는 학습장애 등 여러 형태의 인지장애에 대한 치료법도 없는 실정이었다.

연구팀은 누난증후군 환자에서 발견되는 돌연변이 유전자(PTPN11)를 가진 생쥐를 이용해 이 유전자의 돌연변이가 학습과 기억장애의 생물학적 원인이 된다는 사실을 밝혀냈다. PTPN11은 누난증후군 환자의 40~50%에서 변이가 발견되는 유전자이다.

유전자(PTPN11)의 돌연변이로 시냅스 가소성에 중요한 역할을 하는 신호전달 경로(Ras-ERK)가 비정상적으로 활성화돼 시냅스 가소성과 학습과 기억 장애를 일으킨다는 것이다. 시냅스 가소성은 특정 기억에 관여하는 신경세포들끼리의 연결 강도가 변화하는 현상으로 학습과 기억의 생물학적 메커니즘으로 여겨지고 있다. 라스(Ras-ERK)는 세포 내 신호전달경로 중 하나로 세포의 성장, 분열, 생존뿐 아니라 시냅스 가소성, 학습과 기억과 같은 인지기능에도 중요한 역할을 한다.

나아가 콜레스테롤 합성저해제 스타틴을 누난증후군 모델생쥐(성체)에 투여했을 때 학습과 기억장애가 개선되는 것을 확인했다. 스타틴과 학습장애와 연관성에 대한 후속연구가 이어질 것으로 기대된다. 스타틴(statin)은 콜레스테롤 수치를 낮추는 약물로 생쥐에 투여했을 때 라스(Ras-ERK) 신호전달경로의 비정상적 활성화를 낮추는 효과도 있다.

연구팀의 결과를 보면 누난증후군 모델생쥐의 경우 뇌 부위 중 해마의 시냅스 가소성이 손상된 것으로 나타났다. 시냅스 가소성이란 특정 기억에 관여하는 신경세포들끼리의 연결 강도가 변화하는 현상으로 학습과 기억의 생물학적 메커니즘으로 여겨지고 있다.

이번 연구는 중앙대 생명과학과 이용석 교수와 미국 캘리포니아대학(University of California Los Angeles) 알시노 실바(Alcino J. Silva) 교수가 주도했다. 미래창조과학부가 추진하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 신경생물학 분야 국제학술지 네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)지 11월10일자 온라인판(논문명:Mechanism and treatment for the learning and memory deficits in mouse models of Noonan syndrome)에 실렸다.

이 교수는 "스타틴 투여가 모델생쥐에서 보이는 시냅스 가소성과 학습장애를 개선시킬 수 있다는 것을 알 수 있다"며 "스타틴이 누난증후군과 연관된 학습장애 치료제로 쓰일 수 있는 가능성을 제시한 것"이라고 설명했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr