유전자 가위로 난청 원인 유전자 돌연변이 제거
마우스실험에서 평균 20dB 청력 개선으로 10배 향상
유전자 교정 치료를 이용해 진행성 난청을 치료할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
세브란스병원 이비인후과 최재영, 정진세 교수와 연세대 의과대학 약리학교실 김형범, 지헌영 교수 연구팀은 마우스 실험에서 난청 유발 유전자 돌연변이를 교정해 청력을 10배 정도 개선할 수 있다고 15일 밝혔다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘테라노스틱스(Theranostics, IF: 11.556)’ 최신호에 게재됐다.
난청은 전 세계 인구의 약 5%가 겪고 있는 흔한 감각기 질환으로 꾸준히 증가세를 보이고 있다. 특히 나이가 들수록 난청으로 인한 청력 손실 위험이 높아지나 현재 치료 약물은 없는 상황이다. 인공와우 임플란트 수술도 방법이지만, 생리적이고 자연스러운 소리를 들을 수 없어 완치보다 재활치료 개념에 가깝다.
노화성 난청은 노화와 소음 노출, 유전적 돌연변이, 약물 등이 주요 원인으로 소리를 감지하는 외유모세포와 시냅스, 기저막, 혈관조 등의 손상에 의해 일어난다. 이 중 외유모세포의 기능 유지에 칼륨 이온 채널인 KCNQ4가 중요한 역할을 한다.
따라서 KCNQ4의 돌연변이는 노화성 난청의 위험인자로 추정되고 있다. 또한 KCNQ4에 심각한 돌연변이를 가진 사람은 젊은 나이에서 청력 손실이 진행되는 유전성난청(비증후군 상염색체우성난청2, 이하DFNA2)이 일어날 수 있다.
연구팀은 유전자 염기 변경으로 DFNA2 환자에서 공통적으로 발견되는 KCNQ4 돌연변이를 가진 마우스 모델을 생산했다. 실제로 이들 쥐에서는 3주령부터 고주파 영역(50~70dB 수준)에서 청력이 떨어지고 7주령이 됐을 때 저주파 영역을 포함한 모든 주파수(60~90dB 수준)에서 청력 감소가 확인됐다.
연구팀은 유전자 편집 기술인 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 기술을 활용해 돌연변이 KCNQ4 단백질을 발현하는 유전자를 제거한 ‘유전자 제거 집합체’를 만들고, 이를 아데노부속바이러스(Adeno-associated virus, 이하 AAV)에 태워 마우스 귀에 주입했다.
AAV 주입 마우스의 경우 7주 후 전체 주파수 영역(6~30kHz)에서 평균 20dB의 청력 개선을 보였다. 20dB의 청력 개선 효과는 소리를 10배 정도 크게 들을 수 있는 수준이다. 지하철이 통과하는 소음을 겨우 들을 수 있는 수준에서 일상 대화 소리까지 무리 없이 들을 수 있는 수준으로 개선한 셈이다. 이와 함께, 유전자 교정치료를 통해 청력이 개선된 마우스는 손상된 외유모세포도 치료된 것을 확인했다.
최재영 교수는 "노인성 난청의 경우 환자가 증가하고 있지만, 마땅한 치료법이 없는 난치성 질환”이라며 “유전자 편집 기술을 통한 진행형 난청의 치료 가능성을 제시해 향후 난청 치료의 발판을 제시하게 될 것"이라고 기대했다.
