웬디 윌리엄스에게 영향을 미치는 증후군 인 전두 측두엽 치매가 뇌를 변화시키는 방법
전 세계 약 5500만 명 명이 알츠하이머병과 같은 치매를 앓고 있습니다. 2024년 2월 22일, 전 토크쇼 진행자 웬디 윌리엄스 가 전두측두엽 치매 또는 FTD , 일반적으로 45~64세 사람들에게 영향을 미치는 드문 유형의 치매 진단을 받았다는 사실이 밝혀졌습니다 . 브루스 윌리스 는 가족에 따르면 이 증후군 진단을 받은 또 다른 유명인입니다. 주요 초기 증상이 기억 상실인 알츠하이머병과 달리 FTD는 일반적으로 행동의 변화를 수반합니다.
FTD 의 초기 증상 에는 성격, 행동 및 언어 생산의 변화가 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 일부 FTD 환자는 부적절한 사회적 행동, 충동성 및 공감 능력 상실을 보입니다. 다른 사람들은 단어를 찾고 자신을 표현하는 데 어려움을 겪습니다. 이 교활한 질병은 특히 가족과 사랑하는 사람들이 감당하기 어려울 수 있습니다. FTD에 대한 치료법은 없으며 효과적인 치료법도 없습니다.
FTD 사례의 최대 40% 는 가족력이 있으며, 이는 유전적 원인이 가족 내에서 작용할 수 있음을 의미합니다. 1998년 연구자들이 FTD를 유발하는 최초의 유전자 돌연변이를 확인한 이래, 개 이상의 유전자 개가 이 질병과 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 발견은 뇌의 뉴런과 신경 회로의 기능 장애의 기초가 되는 메커니즘을 파악하고 그 지식을 사용하여 잠재적인 치료 접근법을 탐색할 수 있는 진입점을 제공합니다.
저는 운동 신경 질환 근위축성 측색 경화증 또는 ALS 를 포함한 FTD 및 관련 장애의 발병을 연구하는 연구원입니다. 루게릭병으로도 알려진 루게릭병은 점진적인 근육 약화와 사망을 초래합니다. 근위축성 측색 경화증과 루게릭병의 병리학과 유전학의 유사점을 밝혀내면 두 질환을 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾을 수 있습니다.
FTD의 유전적 원인
세포 내의 유전 물질은 중요한 생물학적 과정을 실행하는 데 필요한 단백질 합성에 필요한 정보로 구성되어 있습니다. 유전자가 변경되면 해당 단백질의 구조와 기능에 변화가 생겨 잠재적으로 병원성 영향이나 기능 저하를 초래할 수 있습니다.
돌연변이 단백질이 FTD에 어떻게 기여하는지는 수십 년 동안 집중적인 연구가 진행되어 왔습니다. 예를 들어, FTD의 핵심 단백질 중 하나인 타우 은 뉴런의 특정 구조를 안정화시키는 데 도움이 되며 병든 뇌에서 덩어리를 형성할 수 있습니다.또 다른 핵심 단백질인 프로그라눌린 은 세포 성장과 세포 노폐물을 분해하는 리소좀이라는 세포의 일부를 조절합니다.
놀랍게도 FTD에서 가장 흔한 유전적 돌연변이인 C9orf72 - 이라는 유전자도 ALS 를 유발합니다. 사실, 타우와 프로그라눌린을 암호화하는 유전자의 돌연변이 외에도 FTD 을 유발하는 대부분의 유전적 돌연변이도 ALS 를 유발합니다. 또 다른 단백질인 TDP-43 은 ALS 사례의 95% 이상과 FTD 사례의 거의 절반의 뇌에서 덩어리를 형성합니다. 따라서 이러한 장애는 유전학과 병리학에서 밀접한 연관성을 공유합니다.
수정 유전자
실제로 동일한 유전적 이상을 가진 특정 개인은 전측두엽 치매(FTD) 단독, 근위축성 측색 경화증(ALS) 또는 두 질환이 동시에 나타날 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 또한, 놀랍게도 이러한 돌연변이를 가진 일부 보균자는 수십 년에 걸쳐 오랜 기간 동안 무증상 상태를 유지할 수 있습니다.
동일한 돌연변이가 FTD와 ALS를 모두 유발할 수 있는 이유 중 하나는 생활습관 및 환경 요인 외에도 다른 유전자도 돌연변이 유전자의 질병 유발 여부에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. FTD, ALS 및 기타 신경 퇴행성 질환에서 이러한 변형 유전자 를 확인하면 질병으로부터 보호하는 유전자의 활동을 강화하거나 질병을 촉진하는 유전자의 활동을 억제하여 새로운 치료 접근법을 개발할 수 있습니다.
수정 유전자 매사추세츠 대학교 찬 의과대학의 제 연구실 에서는 오랫동안 수정 유전자를 연구해 왔습니다. 제 연구실이 아직 샌프란시스코에 있을 때 신경과 전문의 브루스 밀러 와 협력하여 프로그라눌린 및 C9orf72 에 변이가 있는 FTD 환자에서 최초의 줄기세포주를 생성했습니다. 이 줄기세포는 연구자들이 페트리 접시에서 연구할 수 있도록 신경세포로 전환할 수 있습니다. 또한 저희 팀은 초파리를 사용하여 조절 유전자를 확인한 다음 FTD 또는 ALS 환자의 신경세포에서 질병에 어떤 영향을 미치는지 테스트합니다.
예를 들어, 세포 생물학자 J. Paul Taylor 와의 긴밀한 협력을 통해 제 연구실에서는 뉴런의 핵 안팎으로 분자를 운반하는 데 도움이 되는 수정 유전자 의 작은 하위 집합을 최초로 발견했습니다. 또한 손상된 DNA를 복구하는 데 도움이 되는 일부 단백질을 암호화하는 수정 유전자 도 발견했습니다.노벨상 수상자 크레이그 멜로 크레이그 멜로 와 UMass 찬의 다른 연구자들이 개발한 유전자 침묵 기술을 사용하여 이러한 조절 유전자를 표적으로 삼으면 잠재적인 치료법을 제공할 수 있습니다.
FTD의 행동 변화 치료
인간 뇌의 복잡성은 전두측두엽 치매(FTD) 환자에서 관찰되는 성격과 행동의 변화를 일으키는 근본적인 요인을 이해하려고 할 때 엄청난 도전이 됩니다.
수년에 걸쳐 저희 팀은 쥐를 사용하여 이러한 변화의 원인을 연구해 왔습니다. 예를 들어, FTD를 갖도록 조작된 생쥐에서 관찰한 사회적 상호작용 감소는 뇌의 같은 부위에 있는 질병 단백질 와 관련이 있으며, 이는 이 증상이 동일한 신경 회로의 결함으로 인해 발생할 수 있음을 시사합니다. 이러한 결함은 사회적 행동을 제어하는 뇌의 일부인 전전두엽 피질에 마이크로RNA-124 이라는 분자를 주입함으로써 되돌릴 수 있습니다.
또한 저의 오랜 공동 연구자인 신경과학자 웨이동 야오 와 함께 우리 연구실에서는 FTD를 가진 생쥐가 뇌의 이 부분 시냅스 에 결함이 있다는 것을 발견했습니다. 시냅스는 뉴런이 서로 접촉하는 영역으로 신경계에서 정보를 전달하는 데 중요한 역할을 합니다. 최근 그는 다른 FTD 마우스 모델에서 공감 부족 전전두엽 피질의 활동을 증가시킴으로써 역전시킬 수 있음을 발견했습니다.
전두측두엽 치매(FTD)의 기초가 되는 분자 과정과 신경 경로에 대한 이해의 진전은 언어 장애, 공감 능력 상실, 강박 행동, 판단력 저하 등 행동과 성격에 미치는 영향을 완화하기 위한 잠재적 치료 개입의 개발에 대한 가능성을 제시하고 있습니다.