엔젤만 증후군
[ Angelman syndrome ]
엔젤만 증후군은 다양한 신경학적 증상을 동반하는 유전적 발달질환으로써, 어머니로부터 물려받은 15번 염색체에 위치하는 UBE3A 유전자의 소실 및 변이가 원인이다. UBE3A 단백질은 신경세포 내의 특정 단백질들의 분해를 조절하는 역할을 하며, 엔젤만 증후군에서는 이러한 단백질들이 비정상적으로 축적되어 신경세포의 기능 및 구조에 변화를 초래하는 것으로 알려져 있다.
목차
엔젤만 증후군의 증상
엔젤만 증후군은 12,000에서 20,000명 당 한 명 꼴로 나타나는 유전질환으로써, 주로 신경계의 변화가 원인이다. 주된 증상적 특징으로는 발달 저하(Developmental delay), 지적 장애(Intellectual disability), 심각한 언어 장애(Speech impairment), 운동 및 균형 문제(운동실조, Ataxia)가 동반된다. 발달 저하의 경우 생후 6개월에서 12개월 사이에 드러난다. 대부분의 엔젤만 증후군 어린이에서는 재발성 간질(Epilepsy)과 소두증(Microcephaly)이 관찰된다.
행동학적 특징으로는, 엔젤만 증후군 어린이들은 웃는 표정 및 웃음, 손 흘들기 등을 보이고, 과잉행동(Hyperactivity) 및 저하된 집중력, 수면의 어려움이 나타난다. 나이가 듦에따라 수면 문제는 개선되는 경향을 보이나, 지적 장애, 언어 장애, 간질 등은 지속된다.
그림 1. 5세 엔젤만 증후군 환자 사진. 전형적인 웃는 표정을 보인다. (출처: ).
엔젤만 증후군의 유전 및 신경생물학적 기전
엔젤만 증후군은 인간 염색체 15번에 있는 UBE3A 유전자의 소실이 원인으로 지목되고 있다. 우리 몸의 세포는 2개의 15번 염색체를 갖고 있으며, 각각 어머
엔젤만 증후군은 어머니로부터 받은 15번 염색체에 이상이 생겨 UBE3A 유전자가 소실되거나 변이가 생기는 경우에 발생한다. 이럴 경우, 아버지로부터 받은 UBE3A 유전자는 유전자 각인에 의해 원래 발현하지 못하므로, 2개의 15번 염색체로부터 모두 UBE3A 유전자가 발현하지 못하게되고 결국 뇌의 특정 영역 신경세포는 UBE3A 단백질을 전혀 갖지 못하게 되는 것이다.
그림 2. 엔젤만 증후군의 유전적 원인. 정상 신경세포에서는 아버지로부터 받은 UBE3A 유전자는 유전자 각인에 의해 발현되지 않고, 어머니로부터 받은 유전자만 발현된다. 엔젤만 증후군에서는 어머니로부터 받은 UBE3A 유전자에 소실이나 변이가 발생하고 결과적으로 양쪽 염색체 모두에서 UBE3A 유전자가 발현되지 않는다. (출처 : 한국분자·세포생물학회)
UBE3A 단백질은 유비퀴틴연결효소(Ubiquitin ligase)이다. 유비퀴틴은 단백질의 번역후 변형(Posttranslational modification)의 일종으로 세포 내에서 단백질이 유비퀴틴화되면 일반적으로 분해되는 과정을 겪는다. UBE3A 단백질은 다른 특정 단백질에 유비퀴틴을 붙이는 역할을 하며, 따라서 세포 내에서 이들 단백질이 적절히 분해되도록 한다. 이러한 UBE3A 단백질의 기능을 고려할 때, 엔젤만 증후군 환자의 신경세포 내에서는 UBE3A에 의한 특정 단백질들의 유비퀴틴화 및 분해 과정이 제대로 일어나지 않고 이들 특정 단백질들이 비정상적으로 축적되는 것을 예상할 수 있다. 최근의 몇몇 연구에서 이렇게 비정상적으로 축정되는 단백질의 정체가 발견되었으며, 이들 단백질의 축적은 신경세포 시냅스(Synapse)의 기능과 형태에 영향을 미쳐 궁극적으로 엔젤만 증후군에서 나타나는 다양한 신경학적 특징에 관여할 것으로 생각되고 있다.
관련용어
지적 장애(Intellectual disability), UBE3A 유전자, 유전자 각인(Gene imprinting), 유비퀴틴연결효소(Ubiquitin ligase)
참고문헌
1. Neuroscience : exploring the brain (Bear, Connors, Paradiso저, 4판, Wolters Kluwer).