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Why Gene ?- 14) 알피의 병인학적 해석 (B)
죠나단	2006/03/13	770
지난편에서는 망막의 시각 기능에 관여하는 손상 유전자에 대해서 알아 보았으며, 오늘은 이에 따른 병인학적 해석을 진행하도록 하지요. 알피 질환의 유전적 다양성에 비추어, 겉으로 나타나는 증상은 대부분 동일한 성질을 띠기에 , 유전자 각각의 연관성을 규명하기는 용이하지 않습니다. - 한국 알피 협회의 설문조사에서도 유전형 별 특이성을 확보하지 못한 바 있음 - 여러분도 아시다시피 광수용체가 시각을 인지하기 위해서는, 외부 조건들이 정교한 메카니즘에 따라 정확하게 작동되어야 합니다. 만일 이러한 외부 조건들에 조그마한 변화가 오면, 바로 세포의 사멸과 같은 병리현상을 일으키며, 이것은 막대세포나 원뿔세포의 손실로 이어지는 결과를 초래합니다. 막대세포에는 기다란 외절이 존재하고, 그 안에는 막 디스크 원판이 수백개가 들어 있습니다. 그리고 이들은 시각 인지를 위한 연쇄반응을 일으킵니다. 이 디스크에는 시각 반응에 관여하는 단백질 로돕신과 세포 골격을 형성하는 구조 단백질 등이 엄청난 량으로 들어 있습니다. 예를들어, 한 개의 막대세포 내에는, 약 4천만개 분자의 수량인 로돕신이 존재하지요. 매일 이 디스크들은 광수용체 외절 끝단에서, 하단부에 접촉하고 있는 색소상피층의 포식작용으로 사라집니다. 이를 새로운 디스크로 보충하기 위해서는, 날마다 추가적인 단백질을 합성해내야 합니다. 이 과정에서 유전자인 DNA 를 전사 (傳寫) 하는 mRNA 활동은 급격하게 증가합니다. 이렇게 광수용체 내절에서 생산되는 수많은 단백질은, 양쪽을 연결하는 섬모 관 (Cilium)을 통하여 광수용체 외절로 운반됩니다. 이 섬모를 구성하는 유전자가 손상되어도 알피가 발현된다는 의학 보고가 있었음. 이때에는 콩팥의 섬모 기능도 작동이 되지못하고 신장 기능이상과 같은 합병증이 발병된다고 함 이러한 세포의 활동은 상당량의 에너지를 소모하게 됩니다. 따라서 에너지를 생산하기 위한 세포내 미토콘드리아 기관은 부지런히 일을 해야하며, 동시에 엄청난 산소를 필요로 합니다. 이때에 세포는 또다른 대사작용 메카니즘을 작동시켜, 미토콘드리아의 폐기물을 적절히 처리해 줌으로서, 세포가 손상되지 않도록 보호합니다. 세포의 구조 단백질이나 운송 단백질의 변이로 세포가 불안정해지면, 이것들은 바로 광수용체의 외절의 손실로 이어질 수 있습니다. 만일 그러한 세포의 손실이 생길 경우에, 망막 광수용체 층의 두께는 얇아지며, 이는 시세포들이 산소의 높은 압력에 직접 노출되어, 바로 독성산소의 피해를 받게 됩니다. 세포가 고용량 에너지의 소비와 단백질의 과다 생산에 반응하여, 즉각적으로 대응하는 능력이 떨어지면, 광수용체 외절의 시각 작용은 매우 불안정 해 질 것입니다. 알피의 병리학적 해석에 관련되어 있을 것으로 짐작되는 또하나의 메카니즘이 있습니다. 그것은 세포가 칼슘의 독성에 노출되는 것입니다. 예를들어 시각 작용에 관련된 단백질 중에 변이가 생기면, 시각싸이클 편에서 소개를 올린, cGMP 채널 수문이 닫히지 못하고 열려 있게 됩니다. 이때에 광수용체 세포내의 칼슘 농도가 변화되고, 세포는 그 독성에 손상을 입게 될 뿐 만아니라, 세포내의 대사작용도 고갈되어 알피가 발병된다는 것입니다. 이러한 이유로 의학 연구에 의하면, 칼슘 저해제인 딜디아젬을 사용하였던 바, 알피에서 망막의 퇴행을 늦추었다는 결과가 있었음. 자료실 참조 마지막으로 추정되는 알피의 병인학적 요인은, 색소 상피층의 중요한 기능에 변이가 생김으로 알피가 발병할 수 있다는 점입니다. 즉 디스크 시각 원판의 포식작용과 레티놀 (비타민 A) 대사의 기능 저하로 광수용체 세포의 신진대사에 균형이 깨지는 것입니다. 제가 가지고 있는 자료에 의하면, 이러한 총체적 기전의 불안정으로 망막에는 자가 면역 반응이 생겨나고, 그로인하여 세포가 손상된다는 연구 보고가 있었습니다. 1985년도의 미국의 알피 전문가인 Heckenlively 박사와 1990년대 모란 대학의 K. Zhang 박사에 의해 추가적인 연구가 진행되고 있고, 이러한 기전에 따라 치료책을 강구 중에 있다고 합니다. 이들은 알피의 초기 증상이 변이된 유전자가 만드는 비정상 단백질과 세포내의 폐기물이 독소 항원으로 작용하여, 망막 색소변성증 환자의 망막에 자가 면역 반응을 촉진케 한다는 것입니다. 이러한 자가 면역 반응이 알피를 유발한다고 볼 수는 없으나. 그로인한 염증 상태가 지속되고 장기화되면 세포가 손상되는 것은 확실하다고 밝힙니다. 이 때문에 알피 환우에게 나타나는 망막의 부종은 합병증이 아니라, 질환의 한 과정으로 보아야 할 지 모를 일이지요. 그럼에도 불구하고, 알피 질환의 병리학적 이해를 향한 첫걸음은 반드시 원인 유전자의 규명에 있다고 합니다. 오늘은 여기서 마칩니다. 수고하셨습니다.