Ciliopathies
2. 섬모 유전질환 연구 (Ciliopathies)
섬모질환(Ciliopathies)은 대표적인 희귀유전질환으로서 섬모세포소기관의 구조적 기능적 이상에 의해서 발생하는 질병을 의미한다. 대표적인 섬모질환으로 Bardet-Biedl syndrome, Joubert syndrome, Alström syndrome, Nephronophthisis Meckel syndrome, Oral-facial-digit syndrome을 포함해서 현재까지 70여개의 유전자 이상이 인체에서 발견되었다. 섬모질환들의 임상적 특징들은 역위증(situs inversus), 다낭신장(Polycystic kidney), 다지증(Polydactyly), 뇌량형성부전(Agenesis of corpus callosum), 정신지체(Mental retardation), 수뇌증(Hydrocephalus), 시신경퇴화(Retinal degeneration), 비만(Obesity), 간섬유화(Liver fibrosis)등 다양한 장기에 구조적 기능적 이상이 발생하는 증후들이 다양한 형태로 발병된다. 그러나 이렇게 다양한 섬모질환과 관련한 체계적인 임상적 특성 분류와 각각의 원인 유전자에 의한 구체적인 분자적 병인 기전 연구는 미흡한 상황이다.
그림 1. 섬모질환의 병리학적 임상적 특징
본 연구실에서는 섬모 길이를 조절하는 다양한 마우스 동물모델을 통해 섬모 질환의 분자유전학적인 원인과 증상, 병리학적인 상관 관계에 대해 연구를 진행하며 최근 선천성 유전질환으로 알려진 ECO 증후군 (Endocrine-Cerebro-Osteodyplasia syndrome)의 발병원인을 규명하였다. 배양된 세포 연구를 통하여 ECO 증후군 원인 유전자인 ICK의 질병 유발 기전이 섬모 길이 조절 이상에 의한 주요 발생 신호전달계인 헷지혹(Hedgehog) 신호전달계 교란에 의하여 발병될 가능성을 밝히게 되었다. 이 결과를 토대로 ICK 유전자가 제거된 마우스 동물모델을 제작하여 분석한 결과 ECO 증후군과 동일한 임상적인 특징이 일어나고 헷지혹 신호전달계 교란을 검증하였다. 이와 같이 본 연구실에서는 섬모형성에 관여할 가능성이 있는 섬모조절 유전자 마우스 동물 모델을 제작하여 다양한 병리적인 특징을 보이는 섬모질환의 질환별 특징을 분석하고 있다. 이러한 연구는 섬모의 결함으로 생기는 희귀유전질환에 대한 병인을 제공해 줄 수도 있으며 다양한 신호전달의 문제로 일어나는 질병에 대한 치료에 도움을 줄 수 있다.
