헌팅턴병 환자의 간 변화는 ‘전신’ 연구가 더 필요함을 시사한다
새로운 연구에 따르면 HD 환자에게서 간 변화가 발생할 수 있으며, 이는 새로운 연구 방향을 제시한다
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헌팅턴병 환자들은 뇌 외부에 많은 변화를 보이는 것 같지만, 이러한 문제들은 아직 자세히 연구되지 않았다. 새로운 증거에 따르면 헌팅턴병 돌연변이 보균자들은 HD 증상이 나타나기 전에도 간 기능에 차이가 있다. 이 새로운 발견은 현재 잘 이해되지 않고 연구가 부족한 HD 환자들이 겪는 대사 변화를 이해하는 데 도움이 될 수 있다.
HD는 뇌 질환 아닌가요?
헌팅턴병은 종종 ‘신경퇴행성’ 질환으로 묘사된다. 이는 질병의 주요 증상이 ‘뉴런’이라고 불리는 특수 뇌세포의 조기 사멸로 인해 발생한다고 여겨진다는 의미이다.
HD의 가장 두드러진 증상 중 상당수는 환자들이 겪는 눈에 띄는 운동 증상을 포함하여 뉴런의 조기 사멸로 인해 거의 확실하게 발생한다. HD를 매우 어렵게 만드는 사고 및 감정 조절 문제 또한 죽거나 기능 장애가 있는 뇌세포 때문일 가능성이 높다.
놀랍게도 HD를 유발하는 돌연변이 유전자는 신체 거의 모든 곳에서 활성화되거나 전사된다. 과학자들이 이 유전자를 처음 발견했을 때, 그들은 이 유전자가 뇌의 취약한 부분에서만 만들어질 것이라고 처음에는 생각했다. 사실, HD가 진행되는 동안 특정 뇌세포만 죽지만, 신체의 거의 모든 세포가 HD 유전자를 활발하게 만든다는 것이 밝혀졌다.
HD 유전자의 이러한 광범위한 활동을 고려할 때, 과학자들이 HD 환자의 뇌 외부에서 문제가 발생한다는 사실을 이제 막 인식하기 시작했다는 것은 놀라운 일이다.
뇌 외부의 이러한 변화 중 일부는 질병을 이해하는 데 중요하다. HDBuzz에서는 이전에 HD 환자의 면역 체계 변화를 다루었으며, HD 생쥐의 면역 체계를 ‘진정시키는’ 것이 뇌에 도달하지 않는 약물을 사용할 때도 생쥐를 더 좋게 만든다!
헌팅턴병의 다른 측면들은 덜 연구되었지만, 정말 중요할 수 있다. 예를 들어, 많은 HD 환자들은 충분한 칼로리를 섭취함에도 불구하고 체중이 감소한다. 생활 습관 요인에 대한 초기 연구는 HD 진단을 처음 받았을 때 체중이 더 많이 나갔던 HD 환자들이 질병 진행 속도가 더 느렸음을 시사했다.
‘신진대사’는 우리 몸이 음식을 에너지로 전환할 수 있게 하는 모든 화학적 과정을 설명하기 위해 과학자들이 사용하는 용어이다. 체중 감소로 이어지는 신진대사 변화는 근육, 지방 또는 간과 같이 신체의 여러 다른 부분에서 시작될 수 있다. 우리는 헌팅턴병 환자의 이러한 다른 장기에서 변화를 찾기 시작했을 뿐이다.
HD 환자의 간 기능이 저하되나요?
수년 전, 의사들이 헌팅턴병으로 사망한 사람들의 장기를 처음 검사했을 때, 간이 다소 위축된 것처럼 보인다는 점을 발견했다. 뇌세포와 달리 간세포는 손상되면 재생된다. HD 환자의 간세포는 HD가 없는 사람보다 더 빨리 제거되고 교체되는 것으로 보이며, 이는 정상보다 더 많은 손상을 겪고 있음을 의미할 수 있다.
“이것은 헌팅턴병 환자와 돌연변이 보균자에게서 간 기능이 변화한다는 우리가 현재까지 가진 최고의 증거이다.”
이러한 관찰을 부분적으로 바탕으로, 과학자들은 HD 생쥐 모델의 간 변화를 조사했다. 케임브리지 대학교의 제니 모턴(Jenny Morton) 교수는 HD에서 수면 변화에 특히 관심이 많다. 그녀의 수면 연구의 일환으로, 그녀는 HD 생쥐의 간에서 하루 동안 어떤 유전자들이 켜지고 꺼지는지 연구했다. 생쥐는 사람처럼 하루 중 다른 시간에 다른 유전자들을 활성화시킨다.
하루 종일 간에서 특정 유전자를 켜고 끄는 이러한 복잡한 조절은 HD 생쥐에서는 제대로 작동하지 않는다. 이는 간이 신진대사에서 핵심적인 역할을 하기 때문에 전신 신진대사에 중대한 결과를 초래할 수 있다.
주목할 만한 점
그런데 인간 헌팅턴병 환자의 간에도 변화가 있을까? 독일 보훔(Bochum)의 카르스텐 사프트(Carsten Saft) 박사와 스벤 스튜베(Sven Stüwe) 박사가 이끄는 연구팀의 새로운 증거는 그렇다고 시사한다.
연구팀은 세 그룹의 사람들을 대상으로 매우 간단한 간 기능 검사를 수행했다: 대조군, 헌팅턴병 돌연변이는 있지만 질병 증상이 없는 사람, 그리고 증상이 있는 HD 환자. 각 사람은 메티오닌이라는 화학 물질이 포함된 소량의 물을 마셨다.
메티오닌은 우리 세포가 필요한 모든 단백질을 만드는 데 사용하는 21가지 ‘아미노산’ 구성 요소 중 하나이다. 따라서 메티오닌은 신체에 자연적으로 다량 존재한다.
연구자들이 제공한 메티오닌은 미묘하게 달랐는데, 그들은 비정상적으로 무거운 탄소 원자를 가진 메티오닌을 사용했다. 이는 각 메티오닌 분자에 정상과는 다른 무게를 부여하여, 과학자들이 특수 장비를 사용하여 연구 대상자들이 섭취한 무거운 탄소를 추적할 수 있게 한다.
왜 이런 방법을 사용했을까? 우리가 마시거나 먹는 메티오닌은 간에서만 분해되며, 이 분해 과정은 환자가 내쉬는 이산화탄소에서 무거운 탄소 원자를 찾아 추적할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
이 검사는 매우 간단하고 꽤 흥미롭다. 자원자들은 아미노산 음료를 마시고, 얼마나 많은 무거운 탄소를 내쉬는지 측정할 수 있는 기계에 숨을 내쉬었다. 그러나 그 의미는 매우 중요하다. 수년간의 증거는 이 검사를 사용하여 건강한 간 기능을 정확하게 측정할 수 있음을 시사한다.
HD 환자들은 대조군보다 적은 양의 표지된 탄소를 내쉬었는데, 이는 간 기능 변화를 시사하는 결과이다. HD 돌연변이를 가지고 있지만 HD 증상이 없는 사람들도 호흡에서 무거운 탄소의 양이 적었다.
이것이 무엇을 의미할까?
이것은 헌팅턴병 환자와 돌연변이 보균자에게서 간 기능이 변화한다는 우리가 현재까지 가진 최고의 증거이다. 우리는 또한 정상적인 간 기능이 전신 신진대사를 조절하는 데 매우 중요하다는 것을 알고 있다.
이러한 변화는 미묘하며, HD 돌연변이를 가진 사람들이 ‘간 질환’이나 ‘간 부전’을 앓고 있다는 것을 의미하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 그리고 그들 자체로 위험할 수 있는 간 문제 발생 위험이 증가한다는 것을 시사하는 것은 아무것도 없다.
간 변화가 HD 환자의 신진대사에서 우리가 보는 변화에 어떻게 기여하는지 이해하기까지는 아직 갈 길이 멀지만, 적어도 이제는 연구할 목표가 생겼다. 이 발견은 이러한 유형의 변화를 연구하는 데 관심 있는 연구자들에게 확신을 줄 것이므로, 앞으로 더 흥미로운 ‘전신’ 연구를 기대해 달라.
