자폐 스펙트럼 장애(Autism Spectrum Disorder, ASD)란 무엇이며, 자폐에 대한 유전자 편집 마우스 모델은 무엇인가요?
자폐스펙트럼장애(ASD)는 다양한 이론적 원인을 지닌 복잡한 신경발달장애를 의미하며, 자폐증에 대한 감수성과 관련된 많은 유전자 변이 및 ASD와 관련된 뇌 구조의 변화가 보고되고 있습니다.
적절한 대인관계 소통 및 상호작용 능력의 부족과 제한적이거나 반복적인 관심사 또는 행동 양식으로 인해 자폐증 환자는 타인의 감정을 이해하거나 자신의 감정을 표현하는 데 어려움을 겪습니다. 자폐증 신규 환자 수는 매년 점차 증가하고 있으나, 현재 자폐증에 대한 치료 방법은 매우 제한적이며, 환자 수가 막대하다는 점에서 ASD는 아동 발달장애 과학 연구의 중요한 주제입니다. 자폐증 환자에 대한 치료는 각자의 고유한 강점과 도전 과제에 따라 달라지며, 일상 기능에 방해가 되는 증상을 완화함으로써 삶의 질을 향상시키는 것이 종합적인 목표입니다.
지금부터 자폐증 유전자 편집 쥐 모델에 대해 소개하겠습니다.
01 ASD 개요
ASD는 자폐스펙트럼조건(ASC)으로도 알려져 있으며, 뇌 발달의 차이로 인해 발생하는 일반적인 발달장애입니다. 주요 증상으로는 언어 및 소통 능력의 비정상, 좁은 관심사, 반복적인 행동 패턴이 포함됩니다.[1] 또한 ASD를 가진 사람들은 학습, 움직임, 집중 방식이 다를 수 있습니다. 2013년 미국 정신장애 진단 통계 매뉴얼(DSM-V)의 제5판에서는 자폐증 및 관련 장애의 진단 기준을 개정하여 기존의 '자폐증' 명칭을 폐지하고 자폐스펙트럼장애(ASD)로 분류를 업데이트하였습니다. ASD는 자폐증(고전적으로 알려진 자폐증), 아스퍼거 증후군(AS), 광범위 발달장애, 기타 특정되지 않은(PDD-NOS), 소아기 분해성 장애(CDD)를 포함하는 종합적 용어입니다.[2] 일반적으로 사람들이 자폐증이라고 언급할 때, 더 정확히는 광범위한 의미의 ASD를 의미합니다.
02 ASD의 병태생리
ASD의 구체적인 병태생리 기전은 아직 알려져 있지 않습니다. 주류 견해는 유전과 환경이 주요 관련 요인이라는 것입니다. 데이터에 따르면 ASD는 매우 유전성이 높은 질환이며, 일란성 쌍둥이의 일치율은 최대 90%에 달합니다. 2016년 발표된 메타분석에서는 자폐증 위험의 74-93%가 유전적 요인에 기인한다고 보고하였으며, 같은 가족 내 형제자매 연구에서는 첫 번째 자녀가 ASD 진단을 받은 후, 후속 자녀가 ASD를 발병할 확률이 7-20%로 나타났습니다.[3] 1,000개 이상의 유전자가 ASD 유전적 위험과 관련이 있음이 확인되었으며, 대부분은 정상적인 신경 발달 및 뇌의 다양한 기능 영역 간 연결성과 밀접한 관련이 있습니다, 이는 ASD 위험으로 이어지는 공통 경로가 존재함을 시사합니다.[4] ASD와 관련된 유전적 이상은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다:
1. 단일 유전자 변이: SHANK3, FMR1, 또는 MECP2에서 발견된 변이 등;
2. 복제 수 변이(CNVs): 염색체 반복, 대규모 삭제, 역전, 전이 포함;
3. 다유전자 위험 요인: 여러 변이의 누적에 의해 발생합니다. 그러나 주요 원인 유전자 및 특정 변이 유형은 여전히 추가 연구가 필요합니다.
03 ASD 증상
현재 전 세계적으로 ASD의 유병률은 약 0.6%-1%입니다. 미국에서는 68명 중 1명이 ASD에 영향을 받으며, 남아의 유병률은 여아의 4.5배입니다. ASD는 일반적으로 3세 이전에 시작되며 평생 지속됩니다. ASD를 가진 아동이 청소년 및 성인으로 성장함에 따라 친구를 형성하거나 타인과 소통하는 데 극도로 어려움을 겪으며, 불안, 우울, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 등의 증상도 동반됩니다.[5] 현재 ASD 치료는 주로 증상 완화에 초점이 맞춰져 있으며, 일상 기능과 삶의 질에 방해가 되는 증상에 대응합니다. ASD는 각 개인마다 다르게 영향을 미치므로, 환자마다 치료 필요가 달라지고 치료 전략은 종종 다학제적 접근이 필요합니다. 병태생리 기전이 여전히 명확하지 않기 때문에 현재 ASD에 대한 원인 치료나 예방법은 존재하지 않으며, ASD의 병태학적 연구는 더욱 시급합니다.
04 ASD 질환 모델
Tbx1 쥐 (E1-E2 녹아웃)
왼쪽: 음성 발화 빈도 및 지속 시간
오른쪽: T-마즈 자발적 교대 행동(SAB)[6]
Shank3B 쥐 (E13-E16 녹아웃)
Cntnap2 쥐 (E1 녹아웃)
05 Cyagen의 자폐증 연구 쥐 모델
| 유전자 | 녹아웃 영역 | 제품 번호 | 품종 이름 |
|---|---|---|---|
| TBX1 | Exon3 | S-CKO-17545 | C57BL/6J-Tbx1em1(flox)Cya |
| SHANK3 | Exon4-9 | S-KO-11106 | C57BL/6J-Shank3em1Cya |
| Exon13-16 | S-KO-16224 | C57BL/6J-Shank3em1Cya | |
| Exon4-9 | S-CKO-12419 | C57BL/6J-Shank3em1(flox)Cya | |
| Cntnap2 | Exon3 | S-KO-15901 | C57BL/6J-Cntnap2em1Cya |
| Exon3 | S-CKO-17468 | C57BL/6J-Cntnap2em1(flox)Cya |
