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엔젤만 증후군은 기본적으로 유전 질환이다. UBE3A 유전자 기능 상실로 인해 발생하며, 지적 장애, 발달 지연, 강박 행동 등의 증상을 나타낸다.
엥겔만 증후군을 가진 사람들의 경우 자폐 증상을 보이는 경우가 매우 많고, 엥겔만 증후군 와 자폐의 일부 하위 범주가 유전적 기반을 공유하는 것으로 확인되었다. 최근 학계에서는 엥겔만 증후군을 자폐 스펙트럼 장애의 “증후군적syndormic” 한 형태로 보고 있다. 또한 엥겔만 증후군 일부 다른 유전자 결손이 더 심각한 자폐 증상을 야기하는 것으로 추정되고 있다.
이 연구는 성장기가 자난 엔젤만 증후군 실험용 쥐에 UBE3A 유전자 발현을 증가시키는 치료법을 시도했다. 그 결과 일부 쥐에서 행동과 학습 능력이 개선되었으나 모든 쥐가 동일한 효과를 보이지는 않았다.
연구진은 UBE3A 유전자 발현을 증가시키기 위해서 Antisense Oligonucleotide(ASO)라는 짧은 DNA 조각을 활용했다. ASO는 UBE3A 유전자 발현을 억제하는 반대 방향의 RNA인 antisense transcript를 표적하여 UBE3A 유전자 발현을 증가시킨다고 연구진은 설명했다. 연구진은 두 종류의 ASO를 사용했으며, 각각 antisense transcript의 다른 부위를 인식했다.
연구진은 ASO의 효과를 확인하기 위해서 다음과 같은 실험을 했다.
EEG 뇌파 측정을 통해 발작 활동을 평가했다. ASO를 투여한 성장기 쥐들은 발작 활동이 감소했지만 성인 쥐들에게서는 변화가 관찰되지 않았다.
두 번째로 열린 공간에서 쥐들이 얼마나 많이 움직이고 탐색하는지 측정했는데, ASO를 투여한 성장기 쥐와 성인 쥐들 모두 움직임과 탐색성이 증가했다.
세 번째, 쥐들에게 구슬을 주고 얼마나 많이 땅에 파묻는지 측정했는데, 이는 강박 행동의 지표로 해석할 수 있다. ASO를 투여한 성장기 쥐와 성인 쥐 모두 구슬 파묻기 행동이 감소했다.
네 번째, 쥐들에게 새로운 물건과 익숙한 물건을 보여주고 어느 것에 더 관심을 보이는지 측정했다. 이것은 학습과 기억력의 지료로 해석되는데, ASO를 투여한 성장기 쥐와 성인 쥐 모두 새로운 물건에 대한 관심도가 상승했다.
이른 관찰과 확인을 바탕으로 연구는 엔젤만 증후군 쥐의 경우 UBE3A 유전자 발현 증가 치료법이 효과가 있다고 주장한다.