[지금은 과학] 난청 원인, 새로운 유전자 찾았다


IBS 연구팀, TMEM43 돌연변이가 난청 불러와

[아이뉴스24 정종오 기자] 난청을 일으키는 새로운 유전자를 발견했다. ‘TMEM43’ 돌연변이가 달팽이관 내 세포들 사이의 이온 전달을 방해하면서 난청이 발생하는 것으로 확인됐다. 난청 진단과 치료에 도움이 될 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 인지 및 사회성 연구단 이창준 단장 연구팀은 분당서울대병원 이비인후과 최병윤 교수 연구팀, 목포대, 중국 센트럴 사우스대(Central South University), 미국 마이애미대(University of Miami)와 공동연구로 새로운 난청 유전자 TMEM43 돌연변이가 청각 신경병증을 유발하는 메커니즘을 규명했다.

청각 신경병증(ANSD, Auditory Neuropathy Spectrum Disorder)은 달팽이관 또는 청신경 이상으로 소리 인지는 가능한데 말소리 구별(어음변별) 능력이 떨어지는 난청 질환이다. 난청은 병리학적 원인에 따라 치료법과 결과가 좌우되는데 청각 신경병증은 원인과 양상이 다양해 치료가 매우 어렵다.

건강한 달팽이관(왼쪽)의 경우 IBC((inner border cell)의 크기가 점차 커지는 반면 TMEM43 p.Arg372Ter 돌연변이가 있는 달팽이관(오른쪽)의 경우 IBC의 크기가 커지지 않는 현상을 보인다. [사진=IBS]

난청의 원인에는 ‘달팽이관 지지세포(GLS, glia-like supporting cells)’ 이상에 따른 ‘간극연접(Gap junction)’ 세포와 세포 사이를 연결하는 단백질 복합체로 이뤄진 연결구조. 달팽이관 내 세포 간 이온 전달에 중요하다.

이에 관여하는 난청 유전자의 종류와 진행성 난청 발병 메커니즘은 밝혀진 바가 거의 없었다. 공동연구팀은 유전학적 검사를 통해 달팽이관 지지세포에 존재하는 새로운 난청 유전자 TMEM43을 규명하고 병리학적 기전을 규명했다.

연구팀은 우선 난청의 원인을 찾고자 진행성 청각 신경병증을 앓는 한국과 중국 국적 환자군의 가계도를 분석했다. 유전자 검사 결과 공통으로 TMEM43 돌연변이가 유전됨을 확인했다. TMEM43 유전자가 난청의 원인이라는 의미다.

TMEM43 돌연변이 유전자를 주입한 생쥐 모델 실험을 통해서도 확인됐다. 정상 쥐는 성장하면서 달팽이관 지지세포도 커지는데 돌연변이 쥐의 경우 커지지 않았다. TMEM43 돌연변이가 달팽이관 지지세포에 이상을 일으키는 것이다.

분석 결과 TMEM43 단백질이 간극연접 기능을 조절해 달팽이관 내 항상성(homeostasis) 유지에 핵심 역할을 한다는 사실이 확인했다. 달팽이관 지지세포 내 TMEM43 단백질에 결함이 있으면 간극연접 기능에 이상을 가져와 청각 신경병증을 유발한다는 것이다.

연구팀은 실험 결과를 기반으로 TMEM43 단백질에 이상이 있는 난청 환자 세 명에게 달팽이관의 기능을 대체하는 인공 와우 청각신경에 전기적 자극을 줘 손상되거나 상실된 유모세포(Hair Cell)의 기능을 대행하는 전기적 장치 이식 수술을 진행했다.

그 결과 음성 분별 능력이 회복됐다. TMEM43 돌연변이가 난청의 원인인 경우 인공 와우 이식법이라는 정확한 치료 지표를 제공한 것이다.

최병윤 분당서울대병원 교수는 “새로운 난청 유전자를 찾아내고 병리학적 기전을 밝힘으로써 난청 진단과 치료에 크게 이바지할 것으로 기대한다”며 “조기 인공와우 수술 여부를 결정하기 어려웠던 성인 청각 신경병증 환자들에게 큰 도움이 될 정밀의료의 좋은 예시”라고 평가했다.

이창준 IBS 단장은 “이번 성과는 임상 의사와 세계 각국의 기초과학자들이 협력으로 도출한 결과”라며 “우리나라 과학자들이 주도적으로 연구를 이끌었고 연구가 조금 부족했던 말초신경계 달팽이관 내 교세포의 분자생리학적 역할을 규명했다는 데 의의가 있다”고 설명했다.

연구성과(논문명: A nonsense TMEM43 variant leads to disruption of connexin-linked function and autosomal dominant auditory neuropathy spectrum disorder)는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 온라인판 5월 25일 자에 실렸다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)







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