2021 년 1 월 7 일

 

유전자편집방법으로 조기노화증후군을 치료할 수 있게되었다. 벤드빌트대학교 연구진들은 조로증에 걸린 쥐를 유전자편집을 통해 치료하여 평균수명 2년에서 1.5년간 살수있는 수명연장에 성공했다.

과학자들은 급속한 노화질환인 조로증에 걸린 생쥐의 유전적 돌연변이를 수정했다. 치료법은 언젠가는 어린시절에 죽는 사람에게도 사용될 수 있다.

 

약 4백만명의 어린이 중 1명이 출생후 2년 이내에 조로증으로 진단되며, 사실상 이 모든 어린이는 심혈관 질환 (심장마비 및 뇌졸중), 모발을 포함하여 일반적으로 노년기와 관련된 아동기 및 청소년기에 건강문제가 발생한다. 손실, 골격문제, 피하지방 손실 및 굳어진 피부등이 나타난다.

 

2021년 1월 6일 네이처지 Nature에 발표된 이 새로운 연구를 위해 연구자들은 염기서열 편집이라는 획기적인 DNA편집기술 (Gene-editing method)을 사용했다. 이것은 DNA를 손상시키지 않고 단일 DNA문자를 다른 문자로 대체gks다.

 

조로증은 핵라민A유전자의 희귀한 돌연변이 (2003년에 발견됨)에 의해 발생하는데, 여기서 하나의 DNA 염기 C가 T로 변경된다. 이 변화는 프로게린이라는 독성단백질의 생성을 증가시켜 급속한 노화과정을 유발한다. 

 

연구원들은 기본 유전자편집방법을 사용하여 이 돌연변이의 변화가 생쥐의 조로증과 유사한 증상에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 연구했다.

 

미국국립인간유전체연구소 (NHGRI)의 선임연구원이자 이 논문의 교신저자인 프랜시스 콜린스 박사는 "영향을받은 어린이와 그 가족에게 이 치명적인 질병의 피해는 아무리 강조해도 지나치지 않다"고 말했다. 

 

"하나의 특정 돌연변이가 영향을받은 거의 모든 어린이에게 질병을 유발한다는 사실로 인해 우리는 근본원인을 해결할 수있는 도구가 있을 수 있음을 깨달았다. 이러한 도구는 기본유전체학 연구에 대한 장기적인 투자 덕분에 개발 될 수있었다."

 

공동저자 David Liu, Ph.D.와 Broad Institute의 그의 연구실은 2016년에 NHGRI의 자금으로 베이스편집방법을 개발했다. DNA에서 이중가닥 절단을 만드는 CRISPR과 달리 progeria연구에 사용된 기본편집기는 한 가닥 만 긁어 내고 단일 염기를 교체한다.

 

Liu 박사는 "CRISPR 편집은 혁명적이지만 아직 많은 종류의 세포에서 정확한 DNA변화를 만들 수 없다."라고 말했다. "우리가 개발한 기본편집 기술은 워드프로세서의 찾기 및 바꾸기 기능과 같다.

 

한 염기 쌍을 다른 염기 쌍으로 변환하는 데 매우 효율적이며 조로증과 같은 질병을 치료하는 데 강력 할 것이라고 믿는다."

 

이 방법의 효과를 테스트하기 위해 팀은 처음에 조로증환자로부터 결합조직 세포를 얻었다. 그들은 실험실 환경에서 환자 세포 내의 LMNA 유전자에 대한 기본편집기를 사용했다. 치료는 매우 효율적이었고 세포의 90%에서 돌연변이를 수정했다.

 

이 연구 성공 후에 그들은 동물연구로 옮겨갔다. 연구진은 출생 직후 조로증을 유발하는 돌연변이를 가진 거의 12마리의 쥐에 DNA편집 혼합물을 정맥주사로 한 번 주입했다. 

 

유전자 편집기는 심장과 대동맥을 포함한 다양한 기관에있는 세포의 최대 60%에서 LMNA 유전자의 정상적인 DNA 서열을 성공적으로 복원했다.

 

대부분의 쥐의 세포 유형은 치료 후 6개월 동안 수정된 DNA서열을 유지했다. 대동맥에서는 편집된 세포가 조로 변이를 가진 세포를 대체하고 조기 악화에서 탈락 한 것처럼 보였기 때문에 결과는 예상보다 훨씬 좋았다. 

 

무엇보다도 극적으로 치료받은 쥐의 수명이 7개월에서 거의 1.5년으로 늘어났다. 일반 생쥐의 평균 수명은 2년이다.

 

 

밴더빌트대학의 연구 공동저자이자 심혈관의학조교수 조나단 브라운 (Jonathan Brown) 박사는 "의사겸 과학자로서 실험실에서 연구 해 온 아이디어가 실제로 치료효과가있을 수 있다고 생각하는 것은 매우 흥미롭다."라고 말했다.

 

"궁극적으로 우리의 목표는 인간을 위해이를 개발하는 것이지만, 이러한 모델 시스템에서 먼저 해결해야 할 추가 핵심질문이 있다."

 

Liu는 "이러한 발견은 한 번의 기본편집기 주입이 돌연변이를 직접 수정하고 질병의 여러 결과를 구출 할 수 있음을 보여준다."라고 덧붙였다. "편집기, 전달 벡터, 투여 량 및 잠재적인 임상 사용시기를 최적화하는 추가 작업이 진행 중이다."

 

이 연구는 FDA (Food and Drug Administration)가 2020년 11월에 조로증에 대한 첫 번째 치료제 인로나파르닙 (lonafarnib)을 승인함에 따라 또 다른 최근 이정표를 세웠다.

 

약물 요법은 수명 연장을 제공하지만 치료법은 아니다. 여기에 보고된 새로운 DNA편집 방법은 향후 추가적이고 보다 극적인 치료 옵션을 제공 할 수 있다.

 

퓨처타임라인 2021. 1. 7