파킨슨병의 환경 노출에 대한 바이오마커 발견

Annals of Neurology에 발표된 결과에 따르면 Northwestern Medicine의 연구진은 파킨슨병 환자의 혈액에서 DNA 메틸화의 새로운 패턴을 발견했습니다.

Ken and Ruth Davey 신경과학과의 운동 장애 부문 조교수인 Paulina Gonzalez-Latapi(MD, MS)가 주도한 이 연구는 DNA 메틸화를 바이오마커 및 진단 도구로 사용하는 잠재력을 보여줍니다. 환자의 질병 위험을 식별합니다.

파킨슨병은 뇌의 특정 영역이 도파민을 생성하고 궁극적으로 움직임을 조절하는 능력을 상실할 때 발생합니다. 파킨슨병 연구를 위한 Michael J. Fox 재단에 따르면 이 질환은 전 세계적으로 600만 명 이상의 사람들에게 영향을 미칩니다.

이미 알려진 파킨슨병의 유전적 원인 외에도 최근 연구에서는 환경적 요인이 파킨슨병 발병 위험을 증가시킬 수 있음을 시사합니다. 그러나 환경적 요인과 유전적 돌연변이가 질병 발병 위험에 미치는 영향을 이해하는 것은 여전히 잘 이해되지 않고 있습니다.

현재 연구에서 연구자들은 파킨슨병 환자 196명과 PPMI(Parkinson's Progression Markers Initiative) 연구에 등록한 건강한 참가자 86명의 혈액 샘플에서 DNA 메틸화 프로필을 조사했습니다.

"어떤 의미에서 DNA 메틸화는 궁극적으로 우리 세포와 신체의 메틸화 특징을 변화시키는 이전 환경 노출에 대한 기억 역할을 합니다"라고 Gonzalez-Latapi는 말했습니다.

연구원들은 먼저 게놈 메틸화 데이터를 분석하여 3년의 연구 기간 동안 참가자의 전혈 샘플(적혈구, 백혈구, 혈소판으로 구성)의 메틸화 변화를 확인했습니다. 그런 다음 그들은 이 데이터를 RNA 서열 분석을 통해 얻은 유전자 발현 데이터와 통합했습니다. 연구진은 다양한 접근법을 사용하여 건강한 대조군과 비교하여 파킨슨병 환자에서 서로 다른 메틸화 패턴을 갖는 차별적으로 발현되는 유전자 75개를 발견했습니다.

기준선에서 차별적으로 메틸화된 영역(DMR)에 대한 경로 강화. 원의 크기는 각 경로에 속하는 유전자의 수를 나타냅니다(원이 클수록 유전자가 많음). 출처: 신경학 연보(2024). DOI: 10.1002/ana.26923

특히 처음부터 3년의 연구 기간 동안 CYP2E1 유전자의 DNA 메틸화에 지속적인 차이가 관찰되었습니다. Gonzalez-Latapi에 따르면 CYP2E1 단백질은 살충제를 포함한 기질을 대사하는 것으로 알려져 있으며, 살충제에 노출되면 파킨슨병 발병과 관련이 있다고 합니다.

"이것은 파킨슨병에서 발생하는 복잡한 상호작용을 밝혀내는 중요한 단계이며 조기 진단 및 진행을 위한 잠재적인 바이오마커를 식별하는 길을 열 수 있습니다"라고 Gonzalez-Latapi는 말했습니다.

"혈액 내 DNA 메틸화와 유전자 발현의 패턴을 특성화하는 것은 파킨슨병 발병에 있어 환경적 요인과 유전적 요인 사이의 복잡한 상호작용을 이해하는 데 도움이 될 가능성이 있습니다."라고 Aaron 의학박사인 Dimitri Crane이 말했습니다. 몽고메리 워드(Montgomery Ward) 교수이자 신경과학부 학과장인 켄(Ken)과 연구의 수석 저자인 루스 데이비(Ruth Davey).

"더 넓은 관점에서 이러한 환자 기반 연구는 생물학적 렌즈를 통해 파킨슨병 환자를 분류하는 데 도움이 될 것이며 궁극적으로 다양한 하위 유형의 질병을 가진 환자를 위한 보다 정확한 치료법 개발을 촉진할 것입니다."

앞으로 Gonzalez-Latapi는 그녀의 팀이 파킨슨병 발병 위험이 있지만 아직 증상을 보이지 않는 전구단계 환자의 DNA 메틸화 데이터를 연구할 계획이라고 말했습니다. 그들은 또한 살충제 노출과 같은 환경 노출이 시간이 지남에 따라 환자의 메틸화 변화에 어떻게 영향을 미치는지 연구하기를 희망한다고 덧붙였습니다.