초록 ▼

실명은 개인적 및 사회적, 경제적으로 매우 치명적인 손실이며 국민 복지의 주요 대상 질환임, 녹내장은 late onset disease로 40대에 이르러서는 전 인구의 2%가 녹내장 환자이며 그중 상당수가 실명으로 이어지고 있음. 정상 안압 녹내장 (normal tension glaucoma: NTG)은 정상적인 안압 (<=21 mmHg)에서 발생하는 녹내장으로, 한국인에서 발생하는 녹내장의 50% 이상을 차지하여 최대의 실명 원인임. NTG는 vasospatic disorder, 즉 vascular tone의 부적절한 조절로 발생

실명은 개인적 및 사회적, 경제적으로 매우 치명적인 손실이며 국민 복지의 주요 대상 질환임, 녹내장은 late onset disease로 40대에 이르러서는 전 인구의 2%가 녹내장 환자이며 그중 상당수가 실명으로 이어지고 있음. 정상 안압 녹내장 (normal tension glaucoma: NTG)은 정상적인 안압 (<=21 mmHg)에서 발생하는 녹내장으로, 한국인에서 발생하는 녹내장의 50% 이상을 차지하여 최대의 실명 원인임. NTG는 vasospatic disorder, 즉 vascular tone의 부적절한 조절로 발생하는 질환으로 생각됨. 또한 NTG는 유전적 경향을 보이며, 특히 vascular tone 등을 조절하는 여러 유전자의 SNPs (sin91e nucleotide polymorphims)가 NTG의 발생에 원인으로 강력히 추정되나, 이에 대한 연구는 세계적으로 거의 이루어지지 않고 있다.
본 연구의 목표는 한국인에서 최대의 실명 원인인 정상 안압 녹내장의 발생원인과 위험인자를 분자유전학적으로 규명하는데 있다.
이를 위하여, 1) realtime PCR 법을 이용한 mRNA 정량을 통해 20여 개의 주요 후보 유전자 군을 선별하고, 2) 3개의 강력한 후보 유전자 (survivin, adrenomedullin, BDNF) 에 대하여 sequencing 법으로 SNP discovery를 시행하고, 3) 위 실험에서 발견되거나 다른 질병에서 보고된 후보 유전자의 30여 개의 SNP를 NTG 환자와 정상인을 대상으로 snapshot 반응, PCR, RFLP, pyrosequencing 등의 방법으로 SNP scoring을 시행하고 association을 분석하였다.
SNP discovery를 시행한 결과 survivin 유전자에서는 총 9종의 SNP가 발견되었으며, 이 중7종이 새로운 SNP이었다. SNP 중 4종의 SNP (601A>T, c.251C>T, IVS5-71T>A, c.758G>A)에 대해 scoring을 시행하였다. ADM 유전자에서는 총 2 종의 SNP (-71 C>T, Arg85Pro)가 발견되었나 이는 모두 기존에 보고된 것이었으며, 모두 20% 이하의 heterozygosity를 보여 scoring의 대상에서 제외되었다. BDNF 유전자에서는 총 8종의 SNP가 발견되었으며, 4종의 SNP(601A>T, c.251C>T, IVS5-71T>A, c.758G)A)에 대해 scoring을 시행하였다. SNP scoring 결과, 환자군과 정상대조군에서 각 SNP의 유전형 분포는 Hardy-Weinberg equilibrium내에 있었다. MTHFR 677C>T의 TT 동형접합체는 환자에게서 유의하게 높았으며 (P=0.030), 정상안압녹내장의 위험도를 3배 증가시켰다 [odds ratio (CC+CT vs. TT): 3.25, 95% CI: 1.09-9.73)]. NOS3 894G>T의 GT 이형접합체와 T 대립유전자는 각각 환자에서 그 빈도가 유의하게 낮았으며 (P=0.019; P: 0.022), T 대립유전자를 지닌 경우 정상안압녹내장의 위험도가 5배 감소하였다 (GG vs. GT: odds ratio= 0.18, 95% CI= 0.04-0.90; G vs. T: odds ratio= 0.21, 95% CI: 0.04-0.97). Endothelin-1 receptor type A의 1363C>T에서는 TT genotype이 NTG에서 유의하게 높아 ((CC+CT) vs TT, OR=3.33(95% CI=1.05-10.24) 위험도가 3.3배 증가하였다. ACE I/D의 ID와 DD형은 통계적으로 유의하지는 않았으나 환자에게서 높은 경향이 있었고 (환자: 81.1%, 정상대조군: 64.3%; P= 0.097), OPA1 IVS8+4의 CT 이형접합체는 환자에게만 발견되었다 (P= 0.093). Endothelin-1의 K198N는 GG wild type이 환자에서 적은 경향이 있었다 (P= 0.09)
결론적으로 혈관수축 이완에 관여하는 MTHFR 677C>T, Endothelin-1 receptor typc A의 1363C>T와 NOS3 894G>T가 정상안압녹내장의 발병관련유전자와 SNP로 규명되었다. 앞의 두개는 정상안압녹내장의 위험인자로, 후자는 방어인자로 생각된다. BDNF와 survivin adrenomedullin 유전자는 정상안압녹내장의 일차적인 위험인자에서 제외되었다. 이상의 연구로 혈관 수축 기능이 정상안압녹내장의 발병의 원인임을 분자유전학적으로 입증되었다 정상안압녹내장의 시신경 변성에 대한 여러 신경친화 인자들과의 관련성이 중요하게 보고되고 있으므로 다른 신경보호 기능 유전자들에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구의 결과는 정상 안압 녹내장의 genetic predisposition과 위험인자의 규명과 중요한 실명의 원인인 정상 안압 녹내장의 조기진단법 개발의 주요한 직접적인 자료로 사용될 것이며, 나아가, 다른 vasospastic disorder에 적용 연구와 녹내장에 특이적인 치료법의 개발의 기초가 될 것이다.

Abstract ▼

Glaucoma is the second commonest cause of blindness worldwide, affecting about 2% of the population aged more than forty years. It is characterized by progressive loss of optic nerve axons and visual field damage. The majority of glaucoma in Caucasian is the primary open angle glaucoma type, where e

Glaucoma is the second commonest cause of blindness worldwide, affecting about 2% of the population aged more than forty years. It is characterized by progressive loss of optic nerve axons and visual field damage. The majority of glaucoma in Caucasian is the primary open angle glaucoma type, where elevated intraocular pressure is a major feature. Normal tension glaucoma (NTG) is another form of glaucoma, associated with intraocular pressure that is within the statistically normal range of the population, and accounts for approximately 60% of the glaucoma in Koreans or the Japanese. At present, little is known concerning the genetic determinants and risk factors of NTG. In vivo and m vitro studies suggest that the neurodegeneration and vascular dysfunction may be responsible for the death of retinal ganglion cells and lead to the NTG. Therefore, neuroprotection factor against the neurodegeneration and vascular tone regulator may represent appropriate candidate gene conferring risk to the NTG. The aim of our study was to identify genetic determinant endowing the susceptibility and to determine risk factors of the NTG. First we evaluated mRNA expression of 20 candidate genes using realtime PCR, and discovered the SNPs in three most strong cadidate genes (survivin, adrenomedullin, BDNFby sequencing. Finally we scored 30 candidate SNPs of 16 genes using snapshot reaction, PCR/RFLP and pyrosequencing in the patietns with NTG and normal controls, and evaluated the association of NTG. Difference m the genotype and allele frequencies of these SNPs between the NTG patients and controls were analyzed by chi-square or Fisher's exact test.
Association studies revealed that MTHFR (5,10-methylenetetrahydrofolate reductase) 677C>T [(CC+CT vs. TT)= 3.25, 95% CI= 1.09-9.73)], Endothelin-1 receptor type A 1363C>T ((CC+CT) vs TT, OR=3.33(95% CI=1.05-10.24) and NOS3 (nitric oxide synthase 3) 894G>T (GG vs. GT: odds ratio= 0.18, 95% CI= 0.04-0.90; G vs. T: odds ratio= 0.21, 95% CI=0.04-0.97) showed the association with NTG and might contribute the alternation of vascular distensibility. And, ACE (angiotensin I converting enzyme) I/D and Endothelin-1 K198 showed the association tendency with NTG.
In conclusion, these findings indicate that SNPs in the MTHFR, EDNRA and NOS3 are associated with NTG and the two former SNPs are thought as a risk factor and the last as a protective factor. Genetic determinants contributing alternation of vascular tone account for the disease. BDNF and Survivin may be excluded from primary risk factors of NTG. Further analysis of other genes for neuroprotection and stratified clinical analyses of NTG may help us to understand the pathogenetic role of these genes m NTG and have future implication in its treatment and prevention.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 목차 ...3
• I. 연구개발결과 요약문 ...4
• 요약문 ...4
• Project Summary ...5
• II. 연구개발과제 연구결과...6
• 1.1. 최종 연구개발 목표...6
• 1.2. 목표달성도...13
• 2. 연구 개발 내용 및 결과...14
• 3. 연구결과 고찰 및 결론...29
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과...32