비타민 B9(엽산)중요한 이유는 유전자인 MTHFR가 중요한 질병에 직•간접 관여하기 때문이다.

얼마나 많이 질병의 수를 알고 있나요? 

대부분의 사람들은 심혈관 질환을 비롯해서 각종 암, 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 등을 비롯해서 손으로 셀 수 있는 질병의 가지수가 100개가 넘지 않을 것입니다.

 

이런 궁금증을 알고자 미국 질병 통제 예방 센터의 자료를 분석을 분석해 보았습니다. 

그 결과 가장 최근까지 찾은 병명의 수가 3114개가 있는 것으로 나타났습니다. 그리고 이들 질병과 연관된 유전자는 14733개였습니다.

 

여기서 한가지 궁금한게 생겼습니다. 그러면 어떤 유전자가 가장 많이 질병과 연관이 알고 싶어졌습니다.

 

그 결과 MTHFR이라는 유전자였습니다. 놀라운 사실은 이 유전자가 우리가 잘 알고 있는 비타민 B9(엽산) 대사에 관여 하는 유전자라는 사실입니다. 

중요한 점이 MTHFR이라는 유전자가 670가지 질병에 관여 한다는 사실였습니다. 방금 알려진 질병 수가 3114개 라고 했습니다. 결국 질병의 21.5%를 MTHFR 유전자가 차지하고 있다는 말이 됩니다. 보통 유전자가 차지하는 질병은 1개부터 수백개가 있지만, MTHFR 유전자 만큼 많은 질병에 관여하는 유전자는 많지 않습니다.

 

3112개 질병 모두에 대해서 MTHFR 유전자와 직접 관련성이 있는 질병들을 조사했습니다. 그리고,다음과 같은 MTHFR 유전자와 관련된 질병 목록을 얻었습니다.

 

▣MTHFR 유전자가 1위로 관여하는 질병들은 21개가 있었습니다.

 

질병  한글명	질병  영어명	출판된 논문수	관련 질병  유전자수
뇌혈관 사고	Cerebrovascular Accident	148	870
혈중호모시스테인	Hyperhomocysteinemia	463	74
말초혈관질환	Peripheral Vascular Diseases	8	98
말초동맥질환	Peripheral Arterial Disease	8	98
허혈 시신경 병증	Optic Neuropathy, Ischemic	4	12
심장혈관 이상유무	Cardiovascular Abnormalities	54	512
비타민B12 결핍	Vitamin B12 Deficiency	24	33
비타민B9 결핍	Folic Acid Deficiency	64	48
비타민B6 결핍	Vitamin B 6 Deficiency	21	6
신경시스템 기형	Nervous System Malformations	89	347
다운 증후군	Down Syndrome	57	140
급격한 청력손실	Hearing Loss, Sudden	13	40
척수 수막류	Meningomyelocele	6	30
편두통 장애	Heart Defects, Congenital	53	494
척추 파열증	Spinal Dysraphism	23	108
망막 정맥 폐쇄	Retinal Vein Occlusion	30	36
점막염	Mucositis	21	70
신경화증	Nephrosclerosis	3	19
무뇌아	Anencephaly	7	27
두통	Headache	29	182
구순	Cleft Lip	62	604

 

▣MTHFR 유전자가 2위로 관여하는 질병들은 11개가 있었습니다.

 

질병  한글명	질병  영어명	출판된 논문수	관련 질병  유전자수
관상동맥질환	Coronary Artery Disease	156	1257
동맥관 개존증	Ductus Arteriosus, Patent	3	140
동맥 경화	Atherosclerosis	137	1308
동맥 폐색증	Arterial Occlusive Diseases	164	1244
경동맥 협착증	Carotid Stenosis	7	112
두개 안면 기형	Craniofacial Abnormalities	54	726
터너 증후군	Turner syndrome	6	28
자궁경부내상피종양	Cervical Intraepithelial Neoplasia	15	189
임신 합병증	Pregnancy Complications	256	1119
자궁경부 상피내 종양	Cervical Intraepithelial Neoplasia	15	189
자간전증	Pre-Eclampsia	58	401

 

▣MTHFR 유전자가 3위로 관여하는 질병들은 13개가 있었습니다.

 

질병  한글명	질병  영어명	출판된 논문수	관련 질병  유전자수
심근 허혈	Myocardial Ischemia	193	1487
심근경색	Myocardial Infarction	83	937
고혈압	Hypertension	221	2127
대동맥 질환	Aortic Diseases	15	203
백혈병	Leukemia	182	1539
림프증식성질환	Lymphoproliferative Disorders	143	1420
소화기 종양	Digestive System Neoplasms	345	2452
식도 종양	Esophageal Neoplasms	44	765
림프 질환	Lymphatic Diseases	137	1486
이상단백혈증	Paraproteinemias	12	336
여성 불임	Infertility, Female	12	151
HELLP 증후군	HELLP Syndrome	7	34
자궁경관악성 신생물	Uterine Cervical Neoplasms	31	389

목록을 작성 후 우리가 익히 알고 있었던 질병들의 원인 가운데 하나가 MTHFR 유전자와 밀접하게 연관이 있음을 알 수 있었습니다.

 

▣그러면은 MTHFR 유전자가 무엇인지 알아 보겠습니다.

MTHFR 유전자의 정식 명칭은 메틸렌 테트라하이드로 폴레이트 리덕타제(methylene tetrahydrofolate reductase)이며, 5,10-메틸렌 테트라하이드로 폴레이트 리덕타제(5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH)라고도 하며, MTHR_HUMAN 등으로도 불리어 집니다.

 

MTHFR 유전자는 아래 이미지에서 보여지는 것처럼 1번 염색체 짧은 팔(p) 36.3 위치에 위치해 있습니다. 더 정확하게 말하면 1번 염색체 염기쌍 11,785,729∼11,806,102에 위치하고 있습니다.

1번 염색체 짧은 팔 36.3에 있는 단일 염기 다형성, 즉 SNP 배열은 보시는 영문 배열과 같습니다.
TTGAAGGAGAAGGTGTCTGCGGGAG [C / T] CGATTTCATCATCACGCAGCTTTTC

 

붉은 색으로 표기 내용은 염기 시토신이 티민으로 치환된 것을 말합니다. 

MTHFR 유전자의 역할이 무엇인지 알아보겠습니다.

MTHFR 유전자는 methylene tetrahydrofolate reductase라고 불리는 효소를 만들도록 지시하는 유전자입니다.

MTHFR 유전자로부터 만들어진 효소는 아미노산과 단백질 구성 요소를 처리하는 역할을 합니다.

MTHFR 유전자로부터 만들어진 MTHFR 효소는 비타민 B9(엽산)을 처리하는 화학반응에 매우 중요합니다.

구체적으로 5,10-메틸렌 테트라하이드로 폴레이트(5,10-methylene- tetrahydrofolate)를 5-메틸렌 테트라하이드로 폴레이트로(5-methy-tetrahydrofolate) 전환시키면서 이 메틸기가 호모시스테인에 제공되어 메티오닌을 합성하는 대사 과정에 관여하는 효소로 작용합니다. 하지만 MTHFR 효소의 활성도가 감소하면 메티오닌으로 대사되지 않고 남아있는 호모시스테인의 수치가 높아져서 호모시스테인혈증 상승이 발생하게 됩니다.

그리고, 이와 같은 MTHFR 효소 활성도의 감소는 MTHFR 유전자의 돌연변이에 기인하는 것으로 알려져 있습니다.

다음은, MTHFR 유전자 변이 개요에 대해서 알아보겠습니다.

1995년 네덜란드 캐나다, 미국 공동 연구진이 혈관 질환 위험 인자가 MTHFR 돌연변이라는 사실을 밝혔습니다.

MTHFR 유전자는 677 부위의 뉴크레오티드 시토신(cytosine)이 티민(thymine)으로 치환된 것으로 총 656개의 아미노산을 가지고 있습니다.

이 가운데 코돈 222번째에서 알라닌(alanine) 즉 GCC가 발린(valine) 즉 GTC로 바뀐 것을 말합니다. 이러한 치환은 효소 활성도 저하로 이어집니다.

참고로 아미노산 알라닌(alanine)은 간기능 강화, 콜레스테롤 저하, 알코올 분해 촉진 같은 역할을 하며 발린(valine)은 두뇌촉진활동, 정서 안정 유지, 근육활동 강화와 같은 역할을 합니다.

MTHFR 유전자에 돌연변이 TT 유전형을 가지고 있는 사람은 CC 유전형을 가지고 있는 사람에 비해 효소 활성도가 30% 떨어지게 되어 혈중 호모시스테인 증가를 일으키고 다양한 질병의 원인이 됩니다.

반면에, 이형 접합체인 CT 유전형을 가지고 있으면 CC 유전형을 가지고 있는 개인에 비해 MTHFR 평균 활성도는 65%인 것으로 나타났습니다.

2001년 캐나다 맥길 대학 병리학 교실에서 쥐를 대상으로 MTHFR 효소를 제거한 후 호모시스테인을 측정한 결과 혈중 호모시스테인 농도가 증가 했으며 동맥 지질 침착과 함께 메틸화 능력이 감소된 것으로 나타났습니다. 또한, TT 유전형 동형 접합체인 경우 호모시스테인 농도가 10배 CT 이형 접합체인 경우는 1.6배 증가한 것으로 나타났습니다.

특히 임상적으로 호모시스테인 수준과 MTHFR 유전형과 관련해서는 비타민 B9, 비타민B12, 성별, 연령 등의 특정 변수에도 영양을 받습니다.

2003년 미국 보스턴 터프츠 대학 인간 영양 연구 센터에서 진행한 결과는 나이와 성별이 엽산 상태에 따른 MTHFR 유전형과 공복 호모시스테인 사이에는 연관이 있음을 밝혔습니다.

즉, 엽산 농도가 낮으면 호모시스테인 농도가 유의하게 증가 되었는데 이는 TT 유전형을 가지고 있는 개인은 CT나 CC 유전형 12.5nmol/L 이하를 가지고 있는 개인들 보다 높은 것으로 나타났습니다.

또한, 연령과 성별 사이의 상호 작용에 대해서도 연구한 결과에서 55세 이상 남성의 경우 유전형과 호모시스테인 농도 사이에는 관계가 있었습니다.

2005년 플로리다 대학 식품 과학 및 인간 영양 학부 임상 연구 센터에서 비타민 B12와 유전자형 사이의 상호작용에 대한 보고서를 발표했습니다. 그 결과 MTHFR에 TT 유전형을 가지고 있는 개인은 혈장 비타민 B12 농도가 148pmol/mg 이하이면 혈장 비타민 B12 농도가 148 pmol/mg 이상인 개인과 비교 했을 때 호모시스테인 농도가 높은 것으로 나타났습니다.

 

MTHFR C 677 T 대립 유전자 인종 및 민족간 차이에 대해서 알아보겠습니다.

TT 동형 접합체의 경우에는 영국 13.2%, 북아일랜드 10.8%, 프랑스는 9.8%, 독일 7.8%, 터키 7.5%, 일본 11.5%, 오스트레일리아 10.7%, 미국 백인 11.9%, 미국 흑인 1.2%, 미국 히스패닉 20.7%로 나타났습니다. 

TT 유전형의 인종간 유병율 가운데 한국인의 유병율에 대해서 알아보겠습니다.

흑인 2%, 일본인, 12%, 백인 14%, 중국인, 18%, 한국인 20%, 히스패닉 21%로 한국인 유병율은 일본이나 중국 등의 다른 아시아 유병율 보다 높은 것으로 나타났습니다. 이처럼 인종 및 민족간에 MTHFR 다형성은 다릅니다.

 

MTHFR 변이와 가족력에 대해서 알아보겠습니다.

MTHFR 유전자에 이형접합체 즉 CT 유전형을 가지고 있는 어머니와 MTHFR 이형 접합체 즉 CT 유전형을 가지고 있는 아버지의 경우는 자녀가 동형접합체 즉 돌연 변이 유전형인 TT을 가질 위험성은 25%입니다.

MTHFR 유전자에 이형접합체 즉 CT 유전형을 가지고 있는 어머니와 MTHFR 동형 접합체 즉 TT 유전형을 가지고 있는 아버지의 경우는 자녀가 동형접합체 즉 돌연 변이 유전형인 TT을 가질 위험성은 50%입니다. 

 

여기까지 글을 일고 난 다음 유전자 검사를 받지 않은 상태에서 MTHFR 유전자가 무슨 의미가 있는지 문의 하실 것 같습니다. 하지만, 일부 병원에서 MTHFR과 비타민 B12 검사인 TCN2 유전자 검사를 실시하고 있습니다.

그래도 당장 알아 보는 방법은 혈액 검사을 통해서 입니다. 바로 혈중 호모시테인 수치와 엽산 및 비타민 B12 수치를 확인해 보는 것 입니다. 수치 상승의 원인을 알 수 없을 때 유전적인 문제가 있는지 확인해 보는 것 입니다. 

또한 철분 문제 이외에 비타민 B9과 비타민 B12 문제가 있어서 빈혈증이 발생했을 때에는 2가지 비타민을 복용하고도 해결이 되지 않았을 때 유전적인 결함도 예상해 보실 수 있습니다. 가장 중요한 점은 혈중 호모시스테인 원인이 유전자 변이 가능성이 있다는 점입니다.

 

호모시스틴뇨증, 출산, 심혈관질환, 대장암, 어린이 백혈별은 비타민B9(엽산) 유전자 MTHFR과 관련이 있다

신경관 결함과 비타민 B9(엽산) 대사 유전자 MTHFR와 관련성

비타민B9(엽산) 결핍 원인으로 생기는 질병과 약물과 상호 작용.

비타민B9(엽산)의 중요한 특징 및 대사과정에 대해서 알아보자.