<h1>고 찰</h1><p>최근 유전체 연구 기술의 발달은 유전자의 작용으로 인해 생기는 각종 만성질환의 발생 원인을 찾아내어 예방 및 치료를 가능하게 할 전망이며, 이에 발맞추어 생물의학의 중심 과제는 건강 및 질병과 인간유전체의 미세한 구조적 차이를 어떻게 연관시킬 것인가에 집중되어 있고 그 결과는 의학적 개념의 급격한 변화를 초래할 것으로 예상된다. 산업보건 및 공중보건 분야에서도 다양한 유전자형에 따른 질병 발생을 파악하기 위한 유전자-환경 상호작용에 대한 연구가 활발히 시도되고 있는 것은 큰 의미를 가진다고 생각된다. 본 연구에서 시도한 소음성 난청의 유전적 감수성 요인을 파악하기 위한 mtDNA에 대한 연구 역시 이러한 유전자-환경 상호작용에 대한 연구와 맥락을 같이 하는 것이다.</p><p>내이는 유사분열 후의 안정된 조직으로 mtDNA 돌연변이의 주요 표적기관으로 알려져 있어 감각신경성난청 발생의 전구요인으로 mtDNA가 작용하는지 여부를 확인하고자 하는 연구가 시도되었다. 그러나, mtDNA에 의해 유발된 감각신경성난청의 기전에 대해 확실히 밝혀진 것은 없다.</p><p>지금까지 알려진 기전으로는 내이에 mtDNA의 돌연변이가 점진적으로 축적됨으로써 산화성 인산화의 능력이 떨어지고, 소포체에서 ATP 생산이 저하되면서 cochlea의 energy-dependent ATPase와 신경전달물질의 분비가 억제됨으로써 청력소실이 나타날 수 있다는 것이다. 다른 기전으로는 이온 수송의 장애로 청음변환의 불완전성에 의해 청력소실이 발생할 수 있다는 것이다.</p><p>본 연구에서는 대상자의 말초혈액 백혈구로부터 DNA를 추출한 후, mtDNA에서 3243, 1555, 7445 부위의 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \) 돌연변이 유무를 관찰하기 위하여 mtDNA 3243, 1555, 7445 부위가 포함된 mtDNA fragment를 중합효소 연쇄반응으로 증폭하고 유전자 제한효소로 소화하여 전기영동하고 UV transilluminator에서 관찰하였다. mtDNA A3243G, A1555G, A7445G의 돌연변이를 관찰한 결과 돌연변이 부위가 포함된 fragment가 소음성 감각신경성난청 환자군, 감각신경성난청 환자군, 대조군 모두에서 증폭됨을 관찰하였다. 또한 PCR 산물을 제한효소로 처리한 결과에서도mtDNA에서 3243, 1555, 7445 부위의 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \) 돌연변이가 일어나지 않았음을 알 수 있었다.</p><p>MtDNA 돌연변이는 PCR과 특이 제한효소를 이용한 방법으로 쉽게 조사할 수 있으며 ethidium bromide로 염색한 후 agarose gel로 쉽게 확인할 수 있다. 위음성율은 돌연변이가 발생한 환자의 말초혈액 백혈구에서 \( 10 \% \) 이하로 매우 낮다. 그러나 Odawara등에 의하면 말초혈액에서의 미토콘드리아 Genome의 돌연변이 DNA군이 상대적으로 낮아 band가 약하게 나타날 수 있다는 점과 primer의 선택에 따른 실험상의 오차가 발생할 여지가 있음을 제시하였지만, 본 연구에서는 DNA 염기서열분석을 통한 염기서열의 확인을 거쳤으므로 실험상의 오차에 의한 위음성의 가능성은 희박한 것으로 생각된다.</p><p>본 실험의 결과 연구대상자들의 mtDNA 돌연변이(3243 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \), 1555 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \), 7445 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \))가 관찰되지 않아 가족력이 없는 소음성 감각신경성난청, 감각신경성난청, 정상 대조군에서 mtDNA 돌연변이는 관련이 없을 것으로 생각된다. 이와 같은 연구결과는 앞서 신동훈 등의 mtDNA 돌연변이 3243 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \)의 연구결과와 일치하는 소견이었다. 본 실험에서 양성대조군으로 이용된 감각신경성난청 환자는 원인을 알 수 없고 성인에서 발생한 환자로서 감각신경성 난청의 가족력을 가진 대상자가 없었으므로 mtDNA 돌연변이를 발견할 수 없었던 것으로 생각된다.</p><p>MtDNA 3243 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \)의 변이는 당뇨, MELAS (Mitochondrial encephalopathy, Lactic acidosis, Stroke like eposode) 등의 질환과 연관되며, 감각신경성난청과 관련이 있다는 연구보고가 있다. mtDNA 1555 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \)의 변이는 aminoglycoside 이독성에 대한 선천적인 소인을 설명하는 중요한 변이로 생각되고 있으며, aminoglycoside에 대한 노출이 없어도 이 변이를 가진 사람에서 심각한 청력손실이 올 수 있다는 보고들이 발표되었다. mtDNA 7445 \( \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{G} \)의 변이는 palmoplantar keratoderma와 연관되며, 청력손실을 가져온다는 연구 보고들이 있다. 이러한 연구 보고들은 청각기가 mtDNA 돌연변이의 주요 대상 기관이 되며, mtDNA가 유전적인 청력저하의 주요원인이 될 수 있음을 시사하고 있으므로, 따라서, 조사대상자수의 확대와 감각신경성난청자들의 가족력 등의 특성을 고려한 광범위한 대상자 선정을 통하여 보다 폭넓은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한, 본 연구에서의 현실적인 문제에 의해 주요 대상기관인 청각경로의 조직이 아닌 말초혈액의 백혈구를 사용한 점은 청각경로에 있어 mtDNA의 돌연변이 전체를 반영하지 못함으로써 연구 결과의 결론적인 판단에 있어 다소의 제한점으로 남아있다.</p><p>본 연구에서는 신동훈 등이 연구한 Nucleotide 3243 뿐만아니라 추가적으로 Nucleotide 1555, Nucleotide 7445 등에 대한 연구도 시도하였으나 mtDNA 돌연변이 유무와 소음성 감각신경성난청과의 관련성을 밝히지 못하였다. 그러나 본 연구에서의 유전자 이외에도 난청과 관련될 수 있는 많은 유전자들이 밝혀지고 있어 이에 대한 후속적인 연구 및 미토콘드리아 DNA전체를 분석하여 소음성 감각신경성난청과 mtDNA 돌연변이의 관련성을 밝히기 위한 연구의 필요성이 있을 것으로 생각된다.</p>
유전체 연구 기술의 발달로 인한 기대로 옳은 것은 무엇인가?
각종 만성질환의 발생 원인을 찾아내어 예방 및 치료를 가능하게 할 전망