삼성서울병원, 척추골단골간단이형성증 원인 유전자 세계 최초 규명

'골이형성증' 중 특이하게 남자에게만 나타나고 성염색체 열성으로 유전되는 '척추골단골간단이형성증(X-linked recessive spondyloepimetaphyseal dysplasia, XLR-SEMD)'의 원인유전자인'BGN'이국내 연구진에 의해 처음 규명됐다.

성균관대의대 삼성서울병원 소아청소년과 진동규·조성윤 교수팀과 삼성유전체연구소 박웅양 교수·배준석 연구원팀, 우리아이들병원 영상의학과 김옥화 과장이 이탈리아, 인도 연구진과 국제공동 연구를 통해 'BGN mutation in X-linked SpondyloepimetaphysealDysplasis (성염색체 열성으로 유전되는 척추골단골간단이형성증의 원인유전자인 BGN 발견)' 논문을, 미국 유전학 학회지 'American Journal of Human Genetics' 최근호에 게재했다.

골이형성증은 선천적 유전자 변이로, 뼈와 연골의 성장에 장애를 초래하는 유전질환이다. 초기에는 또래에 비해 몸집이 작아 성장평가를 받기 위해 병원에 내원해 상담을 받지만 각 질환의 빈도가 낮아 일반적인 성장장애와 골이형성증을 구분하는 것이 쉽지 않다. 현재까지 골이형성증을 일으키는 원인 유전자로 300여가지가 밝혀졌으나 아직 밝혀지지 않은 원인 유전자도 상당수 있을 것으로 추정된다.

연구팀은 한국, 이탈리아, 인도라는 다른 인종 집단에서 공통으로 심한 저신장증과 특이한 영상의학적 소견을 보이지만, 기존에 알려진 유전자에 변이를 보이지 않는 새로운 질환을 찾아냈으며, 최신 분자유전학적 기술(엑솜시퀀싱 : exome sequencing 단백질의 직접적인 설계도가 되는 exome만 선택해서 염기서열을 분석)을 통해, 그 원인 유전자로 'BGN 유전자'를 밝혔을 뿐만 아니라, 단백 구조 연구와 환자 세포를 이용한 기능 연구를 통해 질환과 원인유전자의 관계를 체계적으로 규명하였다고 밝혔다. BGN 유전자는 biglycan이라는 단백을 부호화하는데, 이 단백은 골아세포의 분화를 중재하는 역할을 하고, 뼈의 형성과 키 성장에 핵심적 역할을 한다.

논문에 따르면 한국 환자 가계를 통해 남자에게만 골이형성증이 나타나는 성염색체 열성으로 유전되는 '척추골단골간단이형성증'을 진단하게 되었고, 과거 문헌을 통해 1994년도에 같은 유전형식과 비슷한 증상을 보이는 이탈리아 대가족에서 논문이 보고된 것을 발견한 데 이어서 인도 환자도 찾아 국제 공동 연구를 수행하게 됐다. 특히 조성윤 교수는 이탈리아를 직접 방문하여 20년 전에 보고된 여섯세대에 걸쳐 유전된 이탈리아 가계 환자들과 가족들을 직접 만나 본 연구의 의의를 설명하고 환자들과 가족들의 협조를 얻어 연구를 진행했다. 연구팀에 따르면 세 인종에서 나타난 골이형성증 환자는 출생 시에는 별다른 증상이 없으나 12~24개월 사이에 몸통과 사지 길이의 불균형과 성장속도 지연이 나타났으며, 팔다리가 짧고 다리가 굽고 걸음걸이가 뒤뚱거리며 자라는 동안 내내 저신장증을 보이다가 최종성인남자 키가 120-140cm 정도로 심한 저신장을 보였다. 그러나 골격계 이외에는 다른 이상이 거의 없어 성인이 되어 직업을 가질 수 있었고 운동 능력도 뒤쳐지지 않았으며 지능은 정상이었다.
김소형기자 compact@sportschosun.com