불임환자 유전자에서 ‘단일 염기 다형성’발견
이수만 교수팀, 남성불임 진단 및 치료 토대 마련
CHA 의과학대학교 차병원 통합줄기세포치료연구센터 이수만 교수팀이 남성불임의 원인 중 하나인 '희소정자증'의 유발 인자와 발병기전을 세계 최초로 규명했다. 이번 연구로 근본적인 불임치료의 교두보를 마련, 불임부부의 임신 가능성이 더욱 높아질 전망이다.
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| 이수만 교수 |
이수만 교수팀의 연구 결과는 그 학문적 성과를 인정받아 세계적 권위의 국제학술지인 세포분자의학회지(JCMM, Journal of Cellular and Molecular Medicine)'의 온라인판에 6일 게재됐다.
CHA 의과학대학교 이수만 교수팀(이진우 교수-약리학 교실, 이동률 교수-의생명과학부)은 정자 내 히스톤 단백질(H2BFWT) 결핍 또는 변형이 남성불임의 원인인 희소정자증을 유발하는 기전을 밝혀냈다.
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| ▲ 정자모식도 - 정자는 머리, 몸통, 꼬리로 이루어져 있으며, 머리 부분에 핵이 존재한다. 위 그림은 핵 안의 유전물질인 DNA가 히스톤 단백질과 결합하고 있음을 보여준다. 정자 1개에는 약 1m 길이의 DNA가 핵 안에 존재하며, 정자 DNA는 히스톤 단백질을 단단히 감고 있다. 이때 정자 속 히스톤 단백질이 변이 또는 결핍이 생길 경우, 정상적인 정자 형성 방해와 기형적 정자를 만들어 남성불임인 희소정자증을 초래한다. |
연구팀은 남성 불임환자와 정상인 남성의 두 집단에서 정자 및 남성생식기관 형성에 관여하는 유전자들의 DNA 염기서열 변이인 ‘단일 염기 다형성’을 분석했다. 그 결과 남성 불임환자의 다양한 유전자 중 ‘고환 특이 히스톤 단백질(H2BFWT)’ 유전자에서 불임에 특이적인 단일 염기 다형성이 있음을 발견했다.
연구팀은 이러한 단일 염기 다형성을 가진 불임 환자에게서 히스톤 단백질 생산 감소로 정자수와 정자 활력도가 감소하는 분자생물학적 원리를 규명하였는데 이는 실험실 수준의 기초연구가 실제 병원 임상으로 적용될 수 있다는 점에서 큰 의미를 갖는다.
히스톤 단백질은 모든 인체의 유전자 정보를 담고 있는 DNA를 보호하는 필수 단백질이며, 정자 1개에는 약 1m 길이의 DNA가 존재한다. 고환 특이 히스톤 단백질은 정자 속 DNA와 직접 결합하여 유전정보를 보호한다.
WHO 통계자료에 의하면 세계 전체 부부의15%가 불임이며 불임 유발 원인은 남성과 여성, 동일한 비중으로 알려져 있다. 희소정자증은 남성 불임의 원인 중에서도 무정자증과 함께 정자생성장애 증상이 나타나는 불임의 대표적 난치 질환이다. 희소정자증은 정액 1ml당 정자가 2천만 마리 이하이며, 정자 기형이나 활력도, 운동성이 떨어지는 불량정자가 많다. 주로 호르몬이상이나 염색체이상이 주원인으로 알려져 있고, 현재 호르몬, 정액 및 유전 검사로 진단하고 시험관아기 시술로 치료하고 있다.
이 교수팀의 이번 연구는 보건복지가족부 지정생식의학 및 불임 유전체 사업의 일환으로 진행됐다. 이 교수는 “이번 연구를 통해 근본적인 불임치료가 가능할 것이며 이는 곧, 불임 부부의 임신 가능성과 출산율을 높이는 데에 기여할 것이다”고 전했다.
특히 이 교수는 “이번 연구 성과와 기반 기술을 차병원의 강점인 줄기세포치료기술과 접목시켜 정원줄기세포와 유도만능 줄기세포의 후성적 연구에 이를 응용하고 한다”고 강조했다.