알러지(allergy) 질환은 전 인구의 \( 10-20 \% \) 에서 관찰이 되는 흔한 질환으로 그 빈도가 급격히 증가하고 있다. 의학적으로 알러지는 면역반응 과도하게 일어나거나, 면역반응이 부적절한 형태로 일아나여 조직손상을 일으키는 면역계의 과민반응이며 천식, 아토피질환, 알러지 비염 등이 대표적인 알러지의 예시이다. 비만세포(mast cell)는 IgE의 Fc부분과 결합하게 되는 고친화성 수용기(FceR1)를 보유하고 있고, B cell이 생산한 IgE가 고친화성 수용기에 결합하게 되는 것이 알러지의 발병 메커니즘의 시작이다. 알러지의 원인을 유전적 변이에서 찾고 있는 많은 연구들이 진행되어 왔지만, 알러지는 매우 복합적인 요인에 의하여 발생하는 질병이며, 관여하는 유전자도 다양하기 떄문에 아직 많은 논란이 계속 이어지고 있다. 본 연구에서는 알러지 반응에 중요하게 작용하는 IL-4와 IL-4Ra에 대하여 실험하였는데, 현재까지 알려진 알러지 관련 SNP들에 대한 종합적인 검토를 하였고, 이 SNP들이 한국인에게 적용되는지에 여부를 실험하기 위해 과학영재학교 학생들을 대상으로 이들 SNP에 대한 조사를 진행하였고, 동시에 IL-4와 IL-4Ra에 밝혀지지 않은 SNP가 있는지에 대해 탐구를 진행하였다.
<p>알러지(allergy) 질환은 전 인구의 \( 10-20 \% \) 에서 관찰될 정도로 흔한 질환으로 그 빈도가 급격히 증가하는 추세이다. 의학적으로 알러지는 면역반응 과도하게 또는 부적절한 형태로 일어나면서 조직손상을 일으키는 면역계의 과민반응으로 천식, 아토피질환, 알러지 비염 등이 대표적인 예이다. 인체에 무해한 항원은 비만세포(mast cell)의 표면에 부착되어 있는 IgE에 교차 결합 시 histamin, Proteoglycan, Leukotrien과 같은 화학적 조절물의 분비와 생성을 자극하여 알러지 반응을 유발한다.</p> <p>비만세포(mast cell)는 IgE의 Fc부분과 결합하는 고친화성 수용기(FceR1)를 갖고 있으며 B cell이 생산한 IgE가 이 고친 화성 수용기에 결합하는 것이 알러지의 발병 메커니즘의 시작이다. 이 IgE의 생산에는 Th2 cell의 도움이 필요하며 Th2 cell은 naive T cell로부터 유래한다. 이 과정에 중요하게 작용하는 사이토카인이 Interleukin-4 (IL-4)이며 IL-4는 알러지의 유전성의 연구에 있어 가장 주목받는 유전자 중 하나이다. IL-4는 B 세포의 isotype switching에 의하여 IgE가 생산되도록 하며 이렇게 생산된 IgE가 비만세포에 결합함으로 알러지가 나타나게 된다. IL-4는 표적세포에 있는 수용체에 결합함으로써 작용하는데 이때 작용하는 수용체가 IL-4 receptor a chain (IL-4Ra)이며 IL-4Ra는 IL-4, IL-13과 같은 알러지 반응에 관계된 사이토카인과 결합하여 알러지 반응이 나타나도록 한다.</p> <p>알러지는 환경적, 그리고 유전적 요인이 복합적으로 작용하여 발생한다. 또한 유전적 요인도 하나의 유전자가 아닌 복합적인 요인에 기인하기 때문에 찾아내는 것이 쉽지 않다. 하지만 최근에 genetic linkage 연구를 통해 천식과 관련된 ADAM33 을 찾아 낸 것을 비롯하여 알러지와 관련된 염색체 부위가 밝혀지고 있다.</p> <p>알러지와 연관이 있는 IL-4와 IL-4Ra의 변이에 대해서도 많은 연구가 진행되었다. 현재까지 알러지와 관련이 있는 SNP(Single nucleotide polymorphism)로는 IL-4의 promoter region에 -590 C/T, -34 C/T, IL04Ra의 coding region에 I75V, Q576R, E375A, C406R, S411L, S478P, S761P, 5727A 등이 있다. IL-4의 promoter region에 변이가 일어나면 IL-4의 생성률이 변하므로 체나 IL-4의 농도가 변하게 되며 exon에 일어난 변이는 생성되는 단백질을 변화시켜 면역계 이상반응을 초래할 수 있다.</p> <p>알러지의 원인을 유전적 변이에서 찾는 많은 연구들이 진행되어 왔지만 알러지는 매우 복합적인 요인에 의해 발생하는 질병이고 관여하는 유전자도 다양해서 아직 많은 논란이계속되고 있다. 본 연구는 알러지 반응에 중요하게 작용하는 IL-4와 IL-4Ra에 대하여 현재까지 알려진 알러지 관련 SNP들에 대한 종합적인 검토를 하고 이 SNP들이 한국인에게 적용되는지 확인하기 위해 과학영재학교 학생들을 대상으로 이들 SNP에 대한 조사를 진행하였으며 동시에 IL-4와 IL-4Ra에 밝혀지지 않은 SNP가 있는지에 대해 탐구하였다. 마지막으로 SNP 분석을 통해 알러지에 대한 유전자 검사가 타당한지에 대한 고찰을 하였다.</p>