Evaluation of PRMT1 gene expression in Hirschsprung’s disease and its association with Hirschsprung- associated enterocolitis
본 연구는 히르슈슈프룽병 환자의 무신경절 장 조직이 신경절 조직에 비해 PRMT1 발현이 유의하게 감소되어 있으나, 이러한 감소는 히르슈슈프룽 관련 장염의 발생을 예측하기보다는 무신경절 상태 자체를 특징짓는 것이며, 해당 장염은 무신경절증의 범위와 더 강한 상관관계를 보인다는 점을 입증한다.
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인간의 장은 단순히 소화를 위한 관이 아닙니다. 그곳은 흔히 "제2의 뇌"라고 불리는 정교한 신경계에 의해 관리되는 복잡한 지형입니다. 건강한 사람의 경우, 이 신경망은 장에 언제 수축하고 음식물을 이동시켜야 하는지 알리는 끊임없는 신호를 보냅니다. 그러나 때때로 이 시스템은 출생 전 적절하게 발달하지 못하기도 합니다. 히르슈슈프룽병(Hirschsprung's disease)이라고 알려진 질환에서는 장의 한 부분이 이러한 필수적인 신경 세포 없이 태어납니다. 이 세포들이 없으면 해당 장 구간은 이완하거나 움직일 수 없어, 대변을 가두고 심각한 부종과 통증을 유발하는 기능적 폐쇄를 일으킵니다. 외과의들이 병든 구간을 제거하고 건강한 장을 다시 연결할 수는 있지만, 장염(enterocolitis)이라는 위험한 합병증이 여전히 발생할 수 있습니다. 이는 수술 전이나 후에 발생할 수 있는 장의 심각한 염증으로, 이 질환을 가진 환자들에게 가장 심각한 위협으로 남아 있습니다. 의사들은 왜 어떤 환자들은 이 염증을 겪고 다른 이들은 그렇지 않은지를 이해하기 위해 오랫동안 노력해 왔으며, 위험을 예측할 수 있는 단서를 조직 자체에서 찾아왔습니다.
이스탄불 메데니예트 대학교(Istanbul Medeniyet University)의 연구진은 특정 단백질인 PRMT1이 이 미스터리의 열쇠를 쥐고 있는지 확인하기 위해 조사를 시작했습니다. 이 단백질은 세포 내에서 유전자가 어떻게 읽히는지와 세포가 어떻게 소통하는지를 조절하는 데 도움을 주는 세포의 일꾼으로, 신경의 발달과 신체의 염증 반응 모두에서 역할을 수행합니다. 이 단백질은 장의 신경계를 구축하는 것과 면역 반응을 관리하는 것 모두에 관여하기 때문에, 연구팀은 이 단백질의 양이 염증을 앓는 환자와 그렇지 않은 환자 사이에서 다를 것이라는 가설을 세웠습니다. 그들은 히르슈슈프룽병 진단을 받은 34명의 어린이로부터 얻은 조직 샘플을 조사했습니다. 연구의 유의성을 확보하기 위해, 그들은 이 샘플들을 항문과 직장에 관련된 다른 유형의 선천적 결함을 가지고 있으나 신경 세포가 결핍되지는 않은 14명의 어린이의 조직과 비교했습니다. 연구진은 현미경을 통해 조직을 주의 깊게 관찰하였으며, 특수 염색을 사용하여 PRMT1 단백질이 어디에 위치하는지, 그리고 장벽의 서로 다른 층에서 그 존재가 얼마나 강한지를 확인했습니다.
연구 결과, 장의 구조에 대해서는 명확하고 일관된 패턴이 나타났으나, 연구팀이 기대했던 염증과의 연관성은 발견되지 않았습니다. 연구진이 동일한 환자 내에서 신경이 존재하는 건강한 장 구간과 신경이 없는 병든 구간을 비교했을 때, PRMT1 단백질은 신경이 결핍된 구역에서 유의미하게 감소한 것으로 나타났습니다. 이러한 단백질의 감소는 장의 내층 바로 아래와 근육층 사이에 위치한 특정 신경 네트워크에서 가장 두드러졌습니다. 신경이 없는 구역에서 이 단백질은 거의 완전히 사라져 샘플의 아주 작은 부분에서만 나타난 반면, 건강한 구역에서는 풍부하게 나타났습니다. 이는 이 단백질이 장의 건강한 신경계 존재와 밀접하게 연관되어 있음을 확인해 주었습니다. 그러나 연구팀이 심각한 염증을 겪은 환자와 그렇지 않은 환자의 건강하고 신경이 있는 구간을 비교했을 때, 단백질 수치는 거의 동일했습니다. PRMT1의 양은 환자가 과거에 심각한 염증을 겪었는지 또는 얼마나 자주 아팠는지와 관계없이 건강한 조직 내에서 거의 변하지 않았습니다.
단백질 자체가 염증을 예측하지는 못했지만, 연구진은 대신 더 물리적인 요인을 찾아냈습니다. 심각한 염증을 경험했던 아이들은 건강한 아이들에 비해 신경 세포가 결핍된 장의 구간이 유의미하게 더 길었습니다. 평균적으로 염증을 겪은 그룹의 병든 구간은 13.25cm였던 반면, 건강한 그룹은 7cm였습니다. 또한, 이 병든 구간의 길이가 수술 중 제거된 전체 장의 길이에서 차지하는 비율은 합병증이 발생한 환자들에게서 훨씬 더 높았습니다. 이는 심각한 염증의 위험이 건강한 조직 내의 미묘한 단백질 수치 차이보다는, 결핍된 신경의 순수한 범위와 그로 인해 남은 건강한 장에 가해지는 부담에 의해 결정된다는 것을 시사합니다. 이 연구는 PRMT1 단백질이 장의 신경계가 온전한지 혹은 결핍되었는지를 식별하는 신뢰할 만한 표식은 될 수 있지만, 염증에 대한 경고 신호로는 기능하지 못한다고 결론지었습니다. 대신, 영향을 받은 구간의 길이가 여전히 가장 결정적인 위험 지표로 남아 있으며, 이는 질환의 가장 위험한 합병증을 일으키는 주요 동력이 장에 가해지는 물리적 부담임을 가리킵니다.
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