'심근병증' 발병 핵심 유전자·세포 작용 규명

국립보건연구원, 국가바이오데이터 사업 참여자 전장유전체 분석
환자 245명에서 질환 연관 유전자 144개 발굴
"심근세포-내피세포 간 상호작용이 질병에 관여"

유전적 원인을 알 수 없어 치료에 난항을 겪던 심근병증의 숨겨진 발병 기전을 국내 연구진이 밝혀내는 데 성공했다.

질병관리청 국립보건연구원은 국내 심근병증 환자의 유전자와 단일세포 데이터를 통합 분석한 다중오믹스 연구를 통해 질병을 유발하는 새로운 유전 인자와 세포 수준 특성을 규명했다고 9일 밝혔다.

심근병증이란 심장 근육에 구조적·기능적 이상이 발생하는 복잡하고 이질적인 질환으로 심부전이나 부정맥, 돌연사의 주요 원인이 된다. 최근 전장유전체 해독 기술의 발전으로 심근병증의 다양한 유전적 변이가 확인되고 있으나, 상당수는 기능적 의미가 명확하지 않은 '임상적 의미 불명 변이(VUS)'로 남아 있어 정확한 진단과 치료에 한계가 있었다.

국립보건연구원은 국가바이오빅데이터 시범사업을 통해 모집된 245명의 심근병증 환자(확장성 심근병증 48.2%, 비대성 심근병증 47.8% 등)의 전장유전체 데이터를 분석했다. 특정 유전자에 나타나는 여러 희귀 변이를 하나의 단위로 통합해 해당 유전자와 질병 사이 연관성을 통계적으로 분석하는 '부담 분석(Burden testing)' 기법을 활용, 실제 심장 발달과 형태 형성 등 심장질환과 밀접한 영향을 미치는 144개의 주요 유전자를 확인했다.

연구원은 또 공개된 단일 세포의 전사체 데이터를 활용해 1만1664개의 심장 세포를 분석했다. 그 결과 기존 심근병증 주요 원인 세포로 알려진 심근세포뿐 아니라 심장내피세포에서도 유전자 발현이 높게 나타났고, 두 세포 유형 간 유의한 상호작용이 존재하는 것으로 확인됐다. 이는 심근병증이 특정 세포 하나의 문제가 아니라 여러 세포 간 상호작용 이상으로 발생할 수 있음을 의미한다.

연구원은 이번 연구를 통해 기존에 활용이 어려웠던 의미 불명 유전자 변이의 기능을 새롭게 해석할 수 있는 기반을 마련하고, 심근병증의 발생 원인을 세포 간 상호작용 관점에서 설명할 수 있는 근거를 제시했다고 평가했다.

전재필 국립보건연구원 미래의료연구부장은 "유전체 데이터와 단일세포 전사체 데이터를 통합 분석함으로써 기존에 기능이 불명확했던 유전변이의 생물학적 기전을 세포 수준에서 이해할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다"며 "원인을 알 수 없어 고통받는 심근병증 환자분들에게 새로운 표적 치료의 희망이 되기를 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 국제 과학 저널 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 게재됐다.

조인경 기자 ikjo@asiae.co.kr