Muscular Dystrophy
Ⅰ. 근육질환의 개요
Ⅱ. Duchenne's Muscular Dystrophy
Ⅱ-1. Duchenne's Muscular Dystrophy의 개요
Ⅱ-2. Duchenne's Muscular Dystrophy의 원인
Ⅱ-3. Duchenne's Muscular Dystrophy의 진단
Ⅱ-4. Duchenne's Muscular Dystrophy의 보인자검색
Ⅱ-5. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상양상
Ⅱ-6. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상경과
Ⅱ-7. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상적평가
Ⅱ-8. Duchenne's Muscular Dystrophy의 기능적검사
Ⅱ-9. Duchenne's Muscular Dystrophy의 치료
Ⅲ. 다른 형태의 Muscular Dystrophy
Ⅲ-1. Becker Muscular Dystrophy
Ⅲ-2. Facioscapulohumeral Muscular Dystrophy
Ⅲ-3. Myotonic Muscular Dystrophy
Ⅳ. 기타
Ⅰ. 근육질환의 개요
근육질환은 일부 근육 자체의 선천적인 장애나 근육에 직접적인 손상으로 인해 발생한다. 근육기능의 장애는 근육에 대한 외적 영향뿐만 아니라 근육의 구조나 생화학적 유전 결함으로 인해 발생한다.
근육질환은 다양하나 임상적으로 나타나는 증상과 증세는 매우 적다. 근육질환은 주로 근육약화와 피로, 근육통, 비정상적인 근긴장도, 통증성 경련(cramps) 및 마이오그로빈의 존재에 의한 소변색의 변화가 생긴다. 이중 가장 주된 증상은 근육약화이다.
근육질환은 근육섬유 구조의 변화를 초래한다. 근육섬유의 괴사(fiber necrosis)는 가장 공통적이다. 또한 근육섬유의 형태적 변화와 특징적으로 근육섬유의 크기와 모양에 변화가 관찰된다.
정상적인 근육은 재생하는 능력을 가지고 있으나 근육질환은 만성적이고 진행성이기 때문에 완전히 근섬유가 파괴된다.
Ⅱ. Duchenne's Muscular Dystrophy
Ⅱ-1. Duchenne's Muscular Dystrophy의 개요
muscular dystropy는 말초신경계나 중추신경계의 병적인 변화를 동반하지 않으며, 골격근 기능의 점차적인 퇴행을 특징으로 하는 유전병이다.
muscular dystropy 중에서도 가장 중증이며 발생빈도가 높은 질환이 Duchenne's Muscular Dystrophy이다. 이 질환은 주로 남성에게만 나타나는 특징이 있는데 약 60% 이상에서 양성 모성가족력(positive maternal family history)을 나타낸다.
초기에는 선택적이며 대칭적인 pelvic girdle muscle의 약화가 나타나 3~5년 후에는 shoulder girdle muscle까지 침범된다. 근약화는 진행성이며 유년초기에 나타나서 급속도로 진행되어 중증장애를 초래하고 일찍 사망에 이르게 한다.
Ⅱ-2. Duchenne's Muscular Dystrophy의 원인
Duchenne's Muscular Dystrophy은 근세포막의 dystrophin이라 불리는 단백질의 결핍으로 유전적인 결함이원인인 것으로 밝혀졌다. dystrophin은 성염색체이 있는 다량의 유전자로 유전암호를 가지고 있다. 이 단백질은 sarcolemma의 안쪽에 붙어 있는데. 신경근접합부나 근건접합부에 특히 많이 있어서 sarcolemma 보전에 필수적인 물질이다. 성염색체의 short arm의 일부분(Xp21)의 돌연변이로 인해 결손이 생겨, sarcolemma의 구성단백질로 중요한 역할을 할 것으로 여겨지는 dystrophin이 생성되지 않기 때문인것으로 밝혀졌다.
Ⅱ-3. Duchenne's Muscular Dystrophy의 진단
질환의 초기에 혈청 CK(creatine kinase)의 수치는 정상의 50배에서 100배까지 증가하며, 이들수치는 나이가 들면서 점차 감소한다. 근전도 검사에서는 환자가 약한 힘을 주었을 때 보이는 전형적인 근륙질환 소견인 저전압(low-amplitude), short-duration, 다상성 운동단위모집(polyphasic motor unit recruit) 현상을 보인다. 비록 이러한 현상들이 Duchenne's Muscular Dystrophy을 확진시키지는 못한다. 심전도 검사상의 이상소견은 임상증상이 별로 없이도 나타난다. 우심실에서 R파가 증가한 것은 우심실의 과부하를 의미하며 Q파는 좌심실의 이상이 있을 때 나타난다.
근조직 생검은 결정적인 진단 검사이다. 효소의 변화와 함께 조직 검체에서 발견되는 현상은 이 질환의 임상적 단계와 연관성이 높다. 질환의 초기에 관찰되는 근 섬유 크기의 변화는 다양한 정도로 섬유의 퇴화와 재생을 반영하며 나중에는 많은 정상 근조직들이 지방과 섬유조직으로 대체된다.
Ⅱ-4. Duchenne's Muscular Dystrophy의 보인자 검색
가족중의 한 일원인 Duchenne's Muscular Dystrophy로 진단되면 이 질환의 가능한 보인자를 검색하기 위해 노력해야 한다. 그러나 보인자의 발견은 아직 신뢰할만한 감사가 없기 때문에 어렵다. 비록 혈청 CK의 정도가 보인자의 60~70%에서 증가된다고는 하지만 증가 정도는 미약하다. 하지만 분명한 근병증을 암시하는 운동단위활동전위(MUAP's : motor unit action potentials) 기간(duration)의 미세한 변화를 근전도 검사에서 찾아낼 수 있다. 마지막으로 근조직 생검이 있으나 이것 역시 판독하는데 어려움이 있다. 이환된 환아의 어머니는 만약 형제들이나 외삼촌이 이 질환을 가지고 있다면 명백한 보인자로 간주될 수 있다. 2명이나 그 이상의 아들이 이환되었지만 다른 남자 친척들중에는 환자가 없다면 가능한 보인자로 간주된다. 확실한 보인자에게는 여러 아들중 한 아들이 이환되어 잇지만 다른 아들들은 정상이며, 형제나 삼촌들이 질병을 가지고 있는 경우이고 또한 딸들은 보인자일 수 있다. Duchenne's Muscular Dystrophy의 아들을 가진 가족에서 다른 아들이 환자가 될 확률은 50%이고 딸들은 보인자가 된다.
Ⅱ-5. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상양상
병리학적 변화는 태아일 때부터 명백하게 나타나지만, 일반적으로 유년기에 이를 때까지 인식하지 못하고 그냥 보내게 된다. 침범된 환자의 약 50%정도에서 운동발달의 지연이 일반적으로 나타나고, 18개월에 이르기까지 보행이 어렵다.
3~6세에 근약화가 진행되어 움직임(motor activity)에 대한 장애가 나타난다. 일차적으로 근위부 근육들에 약화가 오는데 상지의 근육들보다는 하지와 몸통의 근육들에서 더빨리 나타난다. 초기 임상적 특징으로는 달리기, 뛰기 등이 어렵고 lordosis와 wadding gait, toe walking 등이 나타나며 쉽게 넘어진다.
5~6세에 일반적으로 calf muscle에 hypertrophy가 나타나지만 glutes, lateral vastus, 그리고 deltoid등에서도 볼 수 있다. 나중에 calf muscle은 가성비대(pseudohypertrophy)가 되는데, 이는 근육이 지방조직과 결합조직으로 대체된 것이다.
6~11세에 사지와 몸통의 근력이 점차적으로 감소되어 간다. 독립적인 보행의 말기에는 현저한 lordosis와 함께 anterior pelvic tilt와 배를 내민 특징적인 자세를 보인다. 또한 환자의 어깨는 retractio되고 손은 hip joint 뒤쪽에 위치하는 midguard position을 취하게 된다. 보행을 위해서는 보조기의 착용이 필요하다. 주동근과 길항근이 고르지 않게 약화되고, 관절에 구축이 발생하며, iliotibial bands, hip joint 굴곡근, 그리고 아킬레스 건 등에도 구축이 온다.
12세에 대부분의 환자는 wheelchair 에서 생활하게 된다.
Duchenne's Muscular Dystrophy의 일반적 양상은 지능(IQ)이 일반인에 비해 평균적으로 15~20정도 낮으며 ,언어의 표현과 이해에 장애가 있다.
Ⅱ-6. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상결과
12세 이후 20대에 이르기까지 보행은 상실되고, 사지와 몸통의 모든 근육들이 약환된다.
상지의 근력약화가 명백히 나타나고, 척추주변 역시 약화되어 kyphosis와 lordosis가 나타난다. 관절구축은 특히 하지에 있어서 hip joint와 knee joint은 flexion contraction,
ankle joint는 extension contraction가 발생하며 . 이로 인해 신체의 균형을 유지하기 위해서 허리부위의 lordosis 더 심해진다. lordosis에 의해 흉부 기형이 뒤따르고 폐 기능의 장애가 온다. 호흡근육 약화에도 역시 폐 기능의 감소가 발생한다. 이로 인하여 10대
후반에서 20대 초반에 이르면 사망하게 되며, 사망을 초래하는 중요한 합병증은 호흡곤란이고 때론 cadiomyopathy에 의해서 사망하기도 한다.
Ⅱ-7. Duchenne's Muscular Dystrophy의 임상적 평가
1. Gower의 징후
이것은 lordosis와 척추 그리고 quadriceps등이 약화되었기 때문에 일어나는 현상이다. 검사를 위하여 환자를 엎드린 상태에서 일어서게 하면 바로 일어서지 못하고, 처음에는 네발기기 자세를 취하고 연이어서 손으로 하퇴를 잡고 다시 대퇴를 짚으면서 천천히 일 어나게 되는데 이것을 Gower의 징후라고 한다.
2. Meryon의 징후
견갑대 근육의 약화를 검사하는 방법으로 환자를 바로 세운 다음 검사자가 환자의 겨드랑이 아래에 손을 넣어 들어올렸을 때, 견갑대 근육이 약하면 손이 미끌어지면서 환자의 상지가 위로 올라가는데 이것을 Meryon의 징후라고 한다.
3. Ober 검사
이 검사는 iliotibial band나 tensor fascia lata의 단축을 평가하기 위한 것으로 검사할 쪽 하지가 위로 가도록 하여 환자를 옆으로 눕게 한 다음 최대한 hip joint를 abduction시킨다. 그리고 나서 tibial tract을 이완시키시 위하여 중위자세로 hip joint을 유지하면서 knee joint을 90° flexion 시킨다. 이 자세에서 abduction된 하지를 놓으면, iliotibial band나 tensor fascia lata의 길이가 정상일 경우 abduction상태로 돌아온, 구축이나 단축이 있으면 그대로 유지된다. 수평선과 대퇴가 이루는 각의 정도는 외전구축의 크기를 나타낸다.
4. Thomas 검사
Thomas검사는 hip joint 굴근의 단축 혹은 구축 여부를 평가하기 위한 검사법으로 환자는 똑바로 누워서 엉덩이를 치료대 끝에 두고 양무릎을 가슴쪽으로 가져온다. 검사자는 서서 한손은 환자 요추 또는 장골능에 대고 요부전만이나 골반 경사를 주시한다. 환자는 다리가 완전히 이완될때까지 또는 전반골반경사나 요부전만의 증가가 일어날때까지 한쪽 다리를 서서히 내린다. knee joint 45° 이상 굴곡으로 hip joint가 신전이 안됨은 장요근 단축을 의미한다. 앞선 검사동안 hip joint 외회전은 장경인대(특히 대퇴근막장근)단축을 의미한다. 한편, 근육의 약화가 광범위하게 체간이나 골반 등에 있을 때는 Ober‘s 검사나 Thomas 검사의 진단적 가치에 제한이 있게 되는데, 그 이유는 이들 근육이 골반을 안정되게 유지시켜주지 못하기 때문이다.
5. 기타
① 환자는 개구리 다리(frog leg position)를 취하려는 경향이 있다. 이것을 장경대의 구축과 고관절 내회선 기능의 상실을 가져오는 원인이 될 수 있다.
② genu valgum과 경골의 외회선이 있다.
③ calf muscle에 가성비대가 일어나며 딱딱한 고무공과 같은 느낌이 촉지된다.
④ 발에는 equinovarus기형이 나타난다.
⑤ equinovarus 기형에 더하여 첨족보행을 보인다.
⑥ 견갑대 근육을 검사하였을 때 대흉근의 위축이 많이 보이는데, 보통 쇄골두보다 흉골두가 더 심하게 침범된다.
⑦ 비교적 말기가 되면 전거근이나 경부굴근 등이 침범되고, 계속해서 상완이두근이나 상완요골근등이 침범된다. 이들 근육의 약화는 목발보조 보행을 어렵게 만들어 결국엔wheelchair를 사용하게 되는 것이다.
⑧ 상지에서의 DTR는 비교적 조기에 소실되지만 하지에서의 아킬레스건 반사는 말기까지 남아있다.
Ⅱ-8. Duchenne's Muscular Dystrophy의 기능적 검사
ㆍ 누운자세에서 일어서기 - 3초 이내에 일어서면 정상
ㆍ 4계단 오르기 - 8초 이내에 오르면 정상
ㆍ 30피이트 걷기 혹은 뛰기
ㆍ 침대나 wheelchair에 앉은 자세에서 일어서기 - 2초이내에
ㆍ 티셔츠 입거나 벗기
* Duchenne's Muscular Dystrophy의 기능상태
Ⅰ. 보조자 없이 평지 보행 및 계단보행이 가능함.
Ⅱ. 보조자 없이 평지 보행은 가능하고 난간이 있어야 계단보행이 가능함.
Ⅲ. 평지 보행은 가능하고 난간이 있는 낮은 계단 보행만 가능함.
Ⅳ. 평지 보행이 가능하고 의자에서 일어날 수 있으나 계단보행은 불가능함.
Ⅴ. 평지 보행은 가능하나 의자에서 일어남과 계단보행은 불가능함.
Ⅵ. 평지 보행이 보조자가 있어야 가능하거나 장하지 보조기를 착용하여야 가능함.
Ⅶ. 평지 보행이 장하지 보조기로 가능하나 평형을 위하여 보조자가 필요함.
Ⅷ. 장하지 보조기를 이용한 기립은 가능하나 보조자의 도움이 있어도 보행은 불가능함.
Ⅸ. wheelchair나 침대에 국한된 생활임.
Ⅱ-9. Duchenne's Muscular Dystrophy의 치료
1. 초기치료
① 초기에는 근력의 유지 및 증진시킬 수 있는 치료계획을 세우는 것이 중요하다.
② 골반대와 체간의 근육들에 대하여 피로하지 않은 범위내에서 짧은 시간 동안운동을 시 킨다.
③ 너무 강한 운동계획은 피해야 하는데 그 이유는 근육을 파괴하는 파괴율을 높이기 때문이다.
④ 구축의 예방에 중점을 두고 운동치료를 실시한다.
또한 물리치료사는 환자의 가족에세 수동운동의 원리를 잘 가르쳐 주어 하루에 규칙적으로 실시하게 한다.
⑤ 구축방지를 위한 운동계획에는 대퇴근막, 슬건근, 고관절과 슬관절 굴근, 족관절 저축굴근 등의 신장운동이 포함되어야 한다.
2. 후기치료
① 후기에는 신장운동과 등척성 운동이 강조된다.
② 근육의 침범이 초기에는 장요근. 대퇴사두근, 대둔근 등이 후기에는 전거근, 대흉근, 광배근, 상완이두근, 상완요골근, 전완근, 손의 내재근 등이 침범되고, 비복근이나 족근은 말기까지 근력이 유지되는 것을 유념하여 운동계획을 세운다.
③ 환자가 독립적으로 보행이 어려울때는 보조기를 착용시키고, 환자가 넘어졌을 때 심한 손상을 당하지 않도록 상지를 이용해 넘어지는 방법을 가르쳐 준다.
④ 균형훈련은 환자가 똑바로 선 자세에서 견딜 수 있게 되면 곧바로 시작한다.
⑤ 족부와 슬부 등의 각종 변형에는 적당한 부착물을 첨가하여 교정하여 준다.
⑥ wheelchair는 독립적인 보해을 할 수 없는 환자에세 적응증이다
3. 외과적 치료
외과적 치료로는 주로 기형의 수술적 교정이 해당되는데, 족부의 첨족변형이나 첨내반족, 고관절과 슬관절의 굴곡구축, 척추변형 등에 대한 수술이 대부분이다.
4. 유전적 치료
유력한 치료적 접근방법으로 2가지를 들 수 있는데, 첫 번째로 dystrophin이 결핍된 근육을 정상 근육세포로 이식하는 것이다. 불완전한 근육섬유를 정상 근원세포와 융합시키는 것이 문제이다. 정상핵의 dystrophin 유전암호는 이영양성 근섬유를 구제할 수 있을 것이다. 제한점으로는 이 치료에 의한 면역학적 조직장애, 이식세포의 융합율의 저조, 그리고 많은 근육에 행하기에는 어렵다는 점이다. 두 번째로 가능한 방법으로 바이러스성 보균생물을 통한 유전자 이식이 있다. 리트로바이러스와 아데노바이러스 보균생물은 현재 가능성이 있으나 인산을 상대로 감사를 시도하기 위해서는 주의를 기울여야 된다.
*신경근 질환의 치료원칙
보행단계 ㆍ 유전적인 상감과 진단으로 조기확정
ㆍ 조기 정보상담과 정신적 지원으로 역효과를 내는 가족 정신역학을 예방하고 목표지향적인 운동을 격려하고, 현재와 앞으로의 치료적 중재를 준비시킨다. 각 단계를 거치는 동안의 조기 치료의 촉진으로 정신적 압박을 줄일수 있다.
ㆍ 근건수축과 폐 탄성력의 조기관리
ㆍ 물리치료, 작업치료, 부목, 치료적 운동을 적절하게 적용한다.
ㆍ 외과적인 근건 이완과 하지에 보조기 착용으로 보행의 연장
ㆍ 심장 함병증의 예방과 감시
wheelchair ㆍ 보조장비의 사용으로 독립적인 일상생활동작을 촉진
ㆍ 척추기형의 교정 및 초기예방
ㆍ 불충분한 심장기능의 관리와 지속적인 감시
ㆍ 폐포 환기와 폐의 탄력성의 유지
장기생존단계 ㆍ 환자를 간병할 사람을 결정하여 책임감 있게 환자를 교육시키고 격려하게한다.
ㆍ 보조장비를 사용한 독립적인 일상생활동작 촉진
ㆍ 조기에 침범되지 않은 호흡근육을 적절하게 관리하고 폐포환기와 기도분비물 제거를 돕는다.
Ⅲ. 다른 형태의 Muscular Dystrophy
Ⅲ-1. Becker Muscular Dystrophy
유전적, 임상적 특징, 치료적 원리는 Duchenne's Muscular Dystrophy와 같으나, 단 질병의 진행이 느리고 경하다. 대부분의 환자가 5세에서 25세에 나타나며, 골반대의 약화로 wadding gait 이 나타나고, 달리는 것과 계단오르기가 어렵다. 현저한 구축, lordasis, 그리고 호흡곤란이 대표적이며 심각한 심근병은 나타나지 않고, 살아가면서 어느 정도의 기간동안은 정상이다.
Ⅲ-2. Facioscapulohumeral Dystrophy
이것은 상염색체 우성유전을 보인다. 발병시기는 주로 사춘기이다. 증상은 청각소실, 각막 모세혈관 확장증과 정신지체이다. 특히 견갑골의 winging이 특징적이다.
발병시기에 Facioscapulohumeral Dystrophy은 중등도의 비대칭성 분포를 보인다. 몇몇 환자에서는 상완요골근 혹은 대흉근이 선천적으로 없을 수 있다. 견갑대 근육의 침범이 이학적 검사에서 관찰된다. 높이 올라간 견갑골과 두드러진 쇄골을 특징적으로 보이는 winging scapular와 상완을 견갑골 이상으로 거상하기가 어려운 소견이 흔히 관찰된다. 이러한 현상들은 견부를 정상적으로 등에 연결시켜 주는 전거근 혹은 승모근의 아랫부분이 불균일하게 침범됨으로써 이차적으로 발생된다.
환자가 이마에 지속적으로 주름을 지게 할 수 없다는 것과 눈을 힘있게 감는 것, 입을 오무려서 휘파람을 불수 없다는 것등 을 발견할 수 있다. 안면근육의 약화는 이 질환의 초기 특징이다. 일찍 발병된 경우를 제외하고는 비교적 정상적인 생활을 할 수 있다.
Ⅲ-3. Myotonic Muscular Dystrophy
이 질환은 상염색체 우성질환이며 안검하수, 측두근 및 저작근 위축, 대머리와 같은 전두부에서 나타나는 특징적 증상과 함께 부정맥, 백내장, 지능저하, 과잉수면, 위장관 질환등을 주요 증상으로 한다.
Ⅳ. 기타
[생명과학] 근위축증의 새로운 원인: 왜 근육 힘이 없이 없어지는가?
막스 플랑크 연구소가 근이영양증(muscular dystrophy)의 새로운 유전적 원인을 발견했다.
이들은 근육병과 관련이 있다고 생각하지 않았던 근육 구조에서 결함 요소를 발견했다. 원인 유전자를 밝혀냄으로써, 앞으로 진단과 치료법 개발에 도움이 될 것이다. 근이영양증은 근육이 약해지고 퇴화되는 진행성 질환으로써, 발병 시기와 정도, 특정 근육 관련 여부에 따라 여러 가지 형태가 있다. 어떤 것은 어릴 때에 나타나기도 하고, 어떤 것은 어른이 되어 나타나기도 한다. 대부분은 유전적 요인에 의한 것이지만, 정확한 유전적 결함이 발견된 것은 전체 근이영양증 중 단 30% 뿐이다.
유전학자들에게서 가장 큰 문제는 각각 다른 가족에게서 나타나는 근이영양증 원인을 찾는 것이다. 대부분 환자들은 엉덩이나 어깨 근육 힘이 빠지면서 증세가 나타나기 시작하는데, 유전적 요인이 매우 이질적인 것들이 많고 찾아내기도 힘들다. 현대 산업 사회에서 근이영양증인 아이 한 명이 있고 건강한 두 번째 자식이 있는 경우는, 게놈에서 매우 드문 결함을 찾는 데에는 별로 좋은 예가 아니다.
이 딜레마를 해결하기 위해, 100년 전 멘델이 발견한 유전의 기본 법칙을 회상해 볼 필요가 있다. 열성 유전 형질이나 병은 부모 두 명이 특정 유전 변이를 가지고 있어야 나타나고, 두 개 돌연 변이 대립 유전자(mutant alleles)가 모두 자식에게 유전될 확률은 25%이다. 만일, 같은 가족 중에서 적어도 두 명의 어린이가 병에 걸렸다면 열성 질환이라 생각할 수 있다.
만일, 각기 다른 열성 결함이 매우 비슷한 질병(근육병처럼)으로 나타난다면, 유전학 연구에서는 이 가족을 동질적 그룹(homogenous group)으로 취급할 수 없다. 그렇다면, 연구의 성공은 환자 어린이가 많은 큰 하나의 대가족을 찾느냐에 달려있다고 할 수 있다. 아이 8명 중 6명이 병에 걸린 가족을 찾는 것은 극히 어려울 뿐만 아니라, 평균적으로 8명중 단 2명 만이 부모로부터 기능 결함 유전자 카피를 둘 다 물려받을 것으로 예상되기 때문이다. 이런 가족에 8명 중 6명이 병을 앓을 확률인 약 4/1000이며, 조사해야 할 게놈도 엄청나게 크다.
이런 문제점들 때문에, 브라질, 상파울로에서 브라질 대가족을 대상으로 최근 3년 전에야 새로운 지대형 근이영양증(limb girdle muscular dystrophy) 형태를 발견했다. 부모나 친척들에게서는 유전병이 나타나지 않았지만, 자식 8명 중 6명이 근이영양증이었다. 진행성 질환을 앓는 자식 6명을 키우는 것은 거의 악몽과도 같지만, 이 가족을 면밀히 분석한 결과, 중요한 의학적 돌파구를 찾을 수 있었다. Rita Passos-Bueno 박사가 이끈 브라질 연구팀은 먼저, 이 근육 질환과 다른 지대형 근이영양증을 구분하는 명확한 선을 그을 수 있었으며, 17번 염색체의 새로운 부위에 유전적 결함을 찾을 수 있었다.
그리고 운 좋게도, 막스 플랑크 연구소의 Dieter Jenne 박사팀은 17번 염색에 큰 부위에 대한 정확한 지도(physical map)를 만들 수 있었다. 이로써, 인터넷 데이터베이스의 여러 가지 정보들을 조합해 대부분 유전자들을 찾을 수 있었고, 8명 중 환자인 6명은 부모로부터 결함이 있는 두 카피를 물려받았다는 결론을 내렸다. 또한, 근육 생검과 혈액 샘플을 통해 환자에게 없는 단백질에 대한 DNA 서열을 찾았는데, 이것은 이탈리아 Telethon 재단의 이름을 따 Telethonin으로 명명되었던 단백질이었다.
Telethonin을 만드는 유전자는 척추동물 진화 동안 매우 늦게 진화되었고, 아마 포유류에게만 있는 것으로 보이며, 지금까지 알려진 것 중 가장 작은 단백질(19kDa)이다. 여러 가지 자극과 내부 요인이 이 단백질 양을 결정하는데, 가장 큰 단백질인 titin 꼭대기에 모자처럼 놓여있어 보호 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 그래서, T-캡이라고도 불린다. 그리고, 근육의 가장 작은 수축 단위 사이의 Z-디스크에서 길이 방향으로 조합과 안정화 기능도 있는 것으로 보고되어 있다.
Telethonin 유전자와 새로운 형태(LGMD2G)의 지대형 근이영양증의 관계를 규명함으로써, 진단 방법과 치료 기술 개발에 도움이 될 것으로 기대되며, 유전병을 조기에 발견하는 방법으로 잘못된 Telethonin를 찾아내는 진단법을 이용할 수 있을 것이다. 체세포 유전자 치료로서 Telethonin을 과다 발현시키면 Telethonin 결함이 있는 환자의 근육 조직 분해를 완화시킬 수 있지만, 다른 형태의 근이영양증을 앓고 있는 환자는 Telethonin을 기초로 한 새로운 치료법이 도움이 될 것이다.
[생명과학] 근이영양증과 산화질소
뒤센형 근이영양증(Duchenne's Muscular Dystrophy)의 유전적 원인이 발겨진 것은 13년전의 일이다. 이 질병은 디스트로핀(dystrophin)이라는 단백질의 유전자에 발생한 결함에 기인하고 있으며 디스트로핀은 근육세포막 안쪽에 결합하는 단백질 복합체의 한 구성요소로 알려져 있다. 그러나 디스트로핀 단백질의 결핍이 어떻게 해서 근이영양증을 유발하는지는 명확하게 밝혀지지 않았었다.
미국 세인트 루이스에 있는 워싱턴 대학의 R.Mark Grady 박사를 비롯한 연구팀은 산화질소
(nitric oxide) 신호의 결핍 역시 근이영양증의 또 다른 원인이 될 수 있다는 사실을 발견하여 그 연구결과를 1990년 8월호 Nature Cell Biology에 보고하였다. 그들의 연구결과에 의하면 디스트로핀이 완전히 정상인 경우에도 디스트로브레빈(dystrobrevin)이라는 단백질이 결핍된 근육세포는 산화질소를 생성하는 능력을 상실하게 되고 그 결과 근이영양증을 나타내게 된다고 한다.
산화질소는 혈관확장제로서 혈관벽을 이완시켜 혈액의 흐름을 원활하게 한다. 정상적인 근육에서는 수축하는 근육에서 산화질소가 방출되어 근처의 혈관을 확장시킴으로써 혈액공급을 원활하게 한다. 그러나 근이영양증에 걸린 근육에서는 산화질소 신호가 결핍되어 혈관은 수축된 상태로 남아있게 되므로 근육운동에 필요한 산소와 영양분이 원활하게 공급되지 못한다.
Grady 박사 연구팀은 디스트로브fp빈 단백질의 유전자를 녹아웃시킨 생쥐는 정상적인 디스트로핀을 가지고 있음에도 불구하고 근이영양증을 나타낸다는 사실을 발견하였다. 디스트로브레빈은 디스트로핀과 함께 세포막 안쪽에서 dystrophun-containing glycoprotein comple
x(DGC)라고 불리우는 단백질 다발을 형성한다. 각 DGC는 근육세포막을 세포 내부의 세포골격과 세포 외부에 물리적으로 연결함으로써 세포막 구조를 강화시키고 세포의 형태를 보전하는 역할을 하고 있는 것으로 생각되고 있다.
그러나 Grady 박사 연구팀의 연구에 의하면 DGC는 구조적인 역할을 넘어서 산화질소에 의한 신호전달에도 관여하는 것으로 보인다. 디스트로핀이 결핍된 세포는 DGC가 제대로 형성되지 못하기 때문에 세포막이 약해지고 결국 세포가 죽게된다. 그러나 디스트로브레빈이 결핍된 세포는 DGC와 세포막의 안정성에는 큰 영향을 받지 않지만 산화질소 신호를 만들어내는 능력을 상실하게 된다. 이러한 결과는 디스스로핀은 주로 구조적인 역할을 하고 있는 반면 디스트로브레빈은 근육세포 내부에서 신호를 전달해주는 단백질을 조직화하고 활성화시키는 뼈대 역할을 하고 있음을 보여준다.
근디스트로피증(근이영양증)
성균관의과대학 삼성제일병원 근디스트로피증(근이영양증) 클리닉 안재용 교수팀(정형외과김영조, 유전학연구실장 최수경)이 동양 최초로 근디스트로피증(근이영양증)에 대한 근육모세포이식 수술을 시행하여 성공적인 치료를 거두는 개가를 올렸다. 안 교수팀은 지난 11월2일과 12월 3일, 이 분야의 세계적 권위자인 미국의 Dr.Law(Professor, Cell Transfer Research Foundation)와 협진하여 삼성제일병원에서 외국인 환자 4명을 대상으로 근육모세포 이식수술을 시행한 결과 현재 매우 양호한 치료효과를 나타내고 있다고 밝혔다.
이번에 성공한 “근육모세포이식술”은 정상 성인의 근육에서 근육모세포를 배양, 증식 한 수 전신마취하에서 근디스트로피증(근이영양증) 환자의 병소가 있는 근육 내에 근육 모세포를주사하여 이식함으로써 이식된 정상적인 근육모세포가 비정상적인 환자의 근육세포를 정상적으로 성장 할 수 있도록 하는 최신 수술 치료법이다. 근디스트로피증(근잉영양증)이란 유전적 요인에 의해 근육의 형성 및 모양이 유지가 되지 않아 시간이 지남에 따라 근육이 없어져서 그 기능을 못하게되는 질환이다. 그 유형에 따라 다르지만 대개 3세에서 20세 이전에 증상이 발현하여 심한 경우는 십대의 나이에 호흡곤란으로 사망까지 하는 질환이다. 초기에 나타나는 증상으로는 앉았다 일어서기, 비탈길 오르기, 뛰기 그리고 어깨 들기가 어색하거나 힘들 뿐 아니라 입을 꽉 다물지 못하는 등의 얼굴 근육의 이상 소견을 보이기도 한다. 근디스트로피증(근이영양증) 환자의 발병율에 대한 정확한 통계자료는 없으나 인구 100만 명당 350명의 발생빈도로 볼 때 국내에만 약 15000명으로 추정된다.
그러나 이 질환은 최근 미국에서 새로 개발된 “근육모세포이식술”이 시술되기 전까지는 별 다른 치료법이 없어 아무런 처치없이 증상이 악화되는 것을 바라만 볼 수밖에 없는 절망적인 질환으로 간주되어왔다. 최근 미국에서 새로 개발된 “근육모세포이식술”이 임상실험을 통해 약 80% 이상 효과가 입증되어 진행성 근무력증 환자에게 큰 희망을 주고 있다.
安 교수는 “근육모세포 이식술의 성공을 위하여는 근디스토피증(근이영양증) 조기에 ,즉 근육이 많이 남아있는 상태에서 시행하여야 하며 팔, 다리의 관절에 강직이 없이 자유로이 움직일 수 있어야 치료 효과가 높다” 며 조기치료의 중요성을 강조하고, “국내 근디스트로피증(근이영양증) 환자를 대상으로도 곧 근육모세포 이식술을 시행할 것” 이라고 밝혔다.