정신분열병 환자의 KCNN3 유전자에서 나타나는 삼핵산 반복서열 = CAG Repeats of KCNN3 Gene in the Patients with Schizophrenia

국문 초록 (Abstract)

연구목적 :
연구자들은 NMDA 수용체의 channel protein 합성에 관여하는 KCNN3 유전자에서 나타나는 삼핵산 반복서열(triple nucleotide repeat, TNR) 확장이 과연 정신분열병의 발병에 기여하는지를 최근 개발된 TNR copy 수를 정량화 함으로써 알아보고자 하였다.
방 법 :
연구대상은 정신과 외래 및 입원 환자 중 정신분열병 환자 245명과 건강 의학센타를 방문한 정상 성인 116명을 각각 선발하였다. 정신분열병 환자들이 정상인에 비하여 불특정 CAG 삼핵산 반복 서열 확장에 차이가 나는지 repeat expansion detection(RED) 방법을 확인한 다음, 그것이 KCNN3이나 CTG18.1 유전자의 CAG 반복서열 증가에 의한 영향인지 분석하였다. 그리고 untranslated region에서 TNR 증가를 불특정하게 일으킬 수 있는 ERDA1의 CAG 삼핵산 반복서열의 영향을 검증함으로써 KCNN3나 CTG18.1 유전자가 정신분열병의 발병에 기여하는 바를 평가하였다.
결 과 :
정신분열병 환자는 정상인에 비하여 KCNN3 유전자 부위에서 TNR 확장이 현저한 longer allele이 빈번하게 관찰되었다. 즉, KCNN3 유전자 부위에서 CAG 삼핵산 반복이 19번 이상 확장되는 염색체가 신분열병 환자군에서는 73.3% 발견되는 데 비해서 정상인군에서는 65.1% 발견되어 유의한 차이가 있었다(p=0.029, Fisher's exact test). 이러한 차이는 가족력이 있는 정신분열병 환자군(79.7%)에서 가족력이 없는 환자군(70.8%)보다 더욱 현저하게 관찰되었다(p=0.003, Fisher's exact test). 음성형과 양성형 정신분열병 환자군 간에서의 차이는 관찰되지 않았다. CTG18.1 유전자 부위의 TNR 확장이나 불특정 부위 염색체 전체에서의 TNR 확장은 환자군과 정상 대조군 간에 차이가 없었다. 환자군과 대조군 모두에서 불특정 TNR 확장은 ERDA1의 전사와 유의하게 관련성이 있었다(각각 r=0.45, p＜0.001 ; r=0.44, p＜0.001). 하지만 KCNN3 유전자 부위에서 TNR 확장은 ERDA1 score와 유의한 관련성을 보이지 않았다.
결 론 :
이상의 결과는 KCNN3 유전자가 한국인 정신분열병의, 특히 가족력이 있는 정신분열병의, 발병에 관여할 수 있음을 시사한다. 또한 ERDA1 전사는 불특정 TNR 확장의 원인으로 작용한다는 가설을 뒷받침한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objects : We investigated a possible association between the polymophic trinucleotide repeat(TNR) expansion in neuronal potassium channel gene KCNN3 and schizophrenia.
Methods : CAG/CTG repeat distribution in KCNN3, CTG8.1 and ERDA1 was examined and the copy number of ligation product in repeat expansion detection(RED) was measured in Korean patients with schizophrenia(n=245) and ethnically matched healthy controls(n=116).
Results : Longer alleles in the KCNN3 gene were over-represented in patients. The frequency of alleles with CAG repeats longer than 19 copy in the KCNN3 gene was higher in the patients with schizophrenia as compared to controls(73.3% vs 65.1% ; p=0.029, Fisher's exact test). And this difference was more prominent in schizophrenic patients with familial background(p=0.03, Fisher's exact test). We found no difference in the frequency of longer alleles between negative and positive subtypes of schizophrenia. Ligation product size in RED and alleles with CAG repeat number in the CTG18.1 gene was not increased in the patients. The copy number of ligation product in RED was highly correlated with CAG/CTG copies if ERDA1 in the patient group(r=0.45, p＜0.001) as well as in the control group(r=0.44, p=＜0.001). However, CAG repeat length in the KCNN3 gene was not correlated with ERDA1 score.
Conclusions : Our results support the hypothesis that the longer allele of KCNN3 may be considered as a candidate gene for schizophrenia, especially in the case with familial background. And the RED assay results was affected by the CAG copy number of ERDA1.