전사체로 가려낸 난치성 뇌전증 맞춤 동물모델

국내 연구진이 난치성 뇌전증의 유형별 특성을 가장 가깝게 구현하는 동물모델을 전사체 분석으로 선별하고 검증했다. 연세대 의대 김상우 의생명시스템정보학교실 교수와 김원주 신경과학교실 교수 연구팀은 뇌 해마에 카이네이트를 주입한 마우스가 해마경화증을 동반한 난치성 뇌전증 환자의 상태를 가장 잘 재현한다는 사실을 확인했다.

연구팀은 인간 뇌 조직 694개와 마우스·흰 마우스 등 설치류 뇌 조직 362개를 합쳐 대규모 전사체 분석을 진행했다. 이어 뇌전증을 일으킨 방식과 약물 투여 경로 등을 기준으로 동물모델을 나눠 인간 질환과의 유사성을 비교했다. 전사체는 세포에서 발현되는 유전자 전체의 집합으로, 질환의 분자적 특성을 파악하는 데 활용된다.

분석 결과는 환자의 해마경화증 유무에 따라 적합한 모델이 달라진다는 점을 보여줬다. 뇌전증 유도 물질인 카이네이트를 해마에 직접 넣은 마우스 모델은 해마 신경세포가 손상된 환자군과 가장 유사했다. 반면 해마에 전기 자극을 반복해 뇌전증을 유도한 흰 마우스 모델은 해마경화증이 없는 환자군의 상태를 가장 충실하게 반영했다.

난치성 뇌전증은 약물로도 발작 조절이 쉽지 않아 새로운 치료제 개발 필요성이 큰 질환이다. 신약 후보를 사람에게 적용하기 전에는 동물을 활용한 전임상 연구가 필요하지만, 기존에는 인간 질환의 특성을 가장 잘 반영하는 모델을 고를 객관적 기준이 없었다. 이번 연구는 동물모델의 적합성을 전사체 수준에서 처음 검증해 유형별 선택 기준을 제시했으며, 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 최근호에 실렸다.