국내 연구진 참여, 천식 발생 유전자 최초 규명

다국적 공동연구, 네이쳐 제네틱스지 게재

천식 발생에 중요한 역할을 하는 유전자가 국내 연구진이 참여한 다국적 공동연구 결과 발견돼 천식의 진단과 맞춤형 치료기술 개발에 획기적 전기가 마련됐다.

한국을 비롯한 10개국(아이슬란드, 호주, 네덜란드, 독일, 영국, 스웨덴, 덴마크, 미국, 홍콩)으로 구성된 공동연구팀은 각국의 5만명 이상의 천식환자 및 대조군을 대상으로 전장 유전자(whole genome analysis) 분석을 실시해 30만개 이상의 단염기다형을 조사했다.

그 결과 IL1RL1 (interleukin 1 receptor-like 1) 유전자 내의 한 단염기다형(rs1420101)이 천식을 일으키는 주요 염증세포인 호산구 형성과 연관성이 있음을 밝혀냈다.

천식의 유전적 소인을 결정하는 데는 유전자의 단염기다형(SNP)이 주된 역할을 할 것으로 추정되고 있으나 현재까지 관련 유전자의 전체적인 모습은 밝혀지지 않았다.

이러한 유전자의 작용을 규명하기 위해 최근 대단위로 SNP를 발굴하는 유전자 전장 분석법이 도입됐었으나, 막대한 비용이 소요되는 이유로 유전체 연구를 주도하는 선진국에서 주로 이용되고 있으며 국내에서는 질환 관련 유전자 발굴에 제한적으로 이용되기 시작하는 단계다.

이번 연구에서 천식의 원인으로 밝혀진 IL1RL1 유전자는 제2형 조력림프구(TH-2 세포)에서 발현되는 수용체로서 사람의 21번 염색체에 위치하고 있다.

그동안 IL1RL1 유전자는 천식을 비롯한 알레르기 염증을 일으키는 주요 물질로 생각돼 왔으나 그 역할이 명확하게 규명되어 있지는 않았다.

순천향대학교 박춘식 교수는 “서로 다른 유전적 배경을 지닌 다수의 인종에서 공통적으로 IL1RL1 유전자의 변이가 천식 발생의 원인이 됨을 규명했으며, 향후 IL1RL1 유전자의 기능 및 조절 방법이 개발되면 천식의 진단 및 치료법 개발에 획기적으로 전환점이 될 것”이라고 설명했다.

한편, 이번 다국적 연구에는 보건복지가족부가 지원하는 폐 및 호흡기질환 유전체연구센터 센터장인 순천향대 박춘식 교수를 포함, 순천향대 어수택 교수, 서강대 신형두 교수 등이 공동 저자로 연구에 참여했다.

연구 결과는 과학 분야에서 최고 권위를 지닌 학술지인 네이쳐 제네틱스(Nature Genetics)지 2월 7일자 온라인판에 게재됐다.

<용어>
△단염기다형(single nucleotide polymorphism, SNP)
=염색체가 갖고 있는 30억개의 염기서열 중 개인편차를 나타내는 한 개 또는 수십개의 염기변이를 의미.

△전장 유전자 분석 (whole genome analysis)
=개인의 염색체 전체에 존재하는 단염기다형을 분석하는 작업,  인간의 게놈(genome) 은 약 300-500개의 염기서열마다 한 개씩 염기의 변이가 있음. 이를 분석하는 방법이 SNP chip이 된다.

△호산구 (eosinophil)
=염증세포의 종류에는 세포질에 과립이 있는 과립백혈구인 호중구, 호산구, 호염구와 무과립백혈구인 림프구 및 단핵구가 있다. 호산구는 기생충 등 외부에서 침입하는 항원에 반응하여 생체방어 작동에 관여하는 주요세포로 알레르기 염증 반응에서 조직에 손상을 주는 백혈구이다. 천식, 알레르기비염, 아토피성 피부염 환자에서 혈중과 조직에서 증가하는 양상을 나타낸다.

△제2형 조력림프구
=림프구의 한 종류로 알레르기 염증을 일으키는 매개물을 분비하여 알레르기 질환 발생에 중추적 역할을 하는 염증세포.