Address for correspondence : Mi Kyung Ye, MD, Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Catholic University of Daegu, 3056-6 Daemyeong 4-dong, Nam-gu, Daegu 705-718, Korea
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서     론

   미각은 사람의 생명을 유지하는 데 가장 중요한 화학적 감각으로, 5가지의 맛인 단맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛, 그리고 감칠맛을 느낄 수 있다. 최근 분자생물학적 기법의 발달에 힘입어, 쓴맛과 단맛 그리고 감칠맛을 결정하는 유전자들이 규명되었는데, 사람의 게놈에는 쓴맛의 경우 25개의 유전자가, 단맛과 감칠맛을 결정하는 유전자는 heterodimer의 형태로 두 가지가 존재하는 것으로 알려져 있다.¹⁾ 더욱이 이 수용체내에 존재하는 단일염기변이성(single nucleotide polymorphism, SNP) 또는 서로 연관되어 있는 SNP들의 조합(haplotype)이 단맛, 감칠맛, 그리고 쓴맛을 일으키는 다양한 화학물질들에 대한 민감도를 결정하다는 사실이 밝혀졌다.²⁾ 이 중, 쓴맛은 우리가 섭취하는 음식 속에 포함된 유해물질들에 대한 거부반응을 일으킴으로써, 인체에 유해한 물질을 섭취하지 않으려는 보호 작용을 담당하며, 에너지가 풍부한 물질을 받아들임으로써 생명활동을 담당하는 단맛과 감칠맛에 비해 훨씬 복잡한 유전양상을 보인다.^1,3)
   미각을 담당하는 유전자의 SNP의 차이가 개인의 흡연상태, 알코올 섭취 등과 관련이 있다는 보고가 있다. 합성화학 물질인 phenylthiocarbamide(PTC)나 6-n-propylthiouracil(PROP)의 쓴맛을 느끼지 못하는 사람을 PTC 미맹인, 느끼는 사람을 미각인이라 하며, 이것은 TAS2R38 유전자의 SNP에 의해 결정된다는 사실이 알려져 있다.⁴⁾ TAS2R38의 SNP 중 PTC의 쓴맛을 잘 못 느끼는 alanine, valine, isoleucine(AVI) 유전자형과 쓴맛에 민감한 proline, alanine, valine(PAV) 유전자형이 있으며,⁵⁾ African American 흡연자들에서 AVI 유전자형 보유자가 PAV 유전자형 보유자보다 하루에 피우는 담배양이 더 많고, 니코틴 의존성도 더 높다는 보고가 있다.⁶⁾ 알코올 섭취에서도 유사한 관계가 보고된 바 있는데, PTC 맛에 민감한 사람이 알코올 섭취가 적다고 하였다.^7,8,9) 또한 TAS2R16 유전자의 아미노산 변이가 African American의 알코올 섭취와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타나고 있다.^10,11) 쓴맛 수용체의 유전적 변이는 쓴맛을 내는 물질에 대해 다른 반응을 보이며, 인종내 및 인종 간에서 이들 다양성의 빈도가 다른 것으로 보고되고 있어^1,12) 한국인을 대상으로 한 미각 유전자 연구가 필요함을 알 수 있다. 
   흡연과 음주는 널리 알려져 있는 바와 같이 각종 질병의 주요 원인이며, 여러 가지 사회적 폐해를 끼치는 습관이다. 그러나 아직 흡연 및 음주 습관과 유전인자와의 관계에 관한 연구는 드문 현실이며, 특히 한국인에서의 연구는 거의 없는 실정이다.
   본 연구의 목적은 한국인에서 미각 유전자의 변이와 흡연 및 음주 섭취 정도의 연관성을 조사하여 유전자의 차이가 음주 및 흡연 정도에 영향을 끼치는지 알아보고자 하였다. 

대상 및 방법

대  상
   미각 장애가 없는 정상 성인 자원자를 대상으로 하였다. 남자가 106명, 여자가 68명으로 총 174명이었으며, 평균 연령은 39세였다. 본 연구는 임상시험윤리위원회의 승인을 받아 진행되었으며, 미각 검사 및 미각 유전자 분석 연구에 대한 동의서를 받았다. 흡연 여부와 함께 음주 횟수를 조사하였으며, 술을 마시지 않는 사람, 주 1회 마시는 사람, 주 2회 이상 마시는 사람으로 분류하였다. 모든 대상에서 PTC 미맹 검사를 실시하였으며,^13,14) TAS2R38 유전자 및 TAS2R16 유전자의 SNP를 조사하여 유전자형을 조사하고, 흡연 및 음주와 유전자형과의 관계를 분석하였다. 

미각 유전자 변이 분석
   실험 대상들의 말초혈액에서 10 mL의 정맥혈을 채혈하여 Qiagen FlexiGene DNA kit(Qiagen.Inc, Hilden, Germany)를 이용하여 genomic DNA를 추출하였다. 각 DNA의 양은 분광계(spectrometer)로 측정하여 25 ng/μL로 균일하게 희석시켰으며, agarose gel 전기영동기를 이용하여 DNA의 질을 알아보았다. 
   TAS2R38와 TAS2R16 유전자의 coding region을 특이적으로 증폭할 수 있는 primer들을 제작하여 다음과 같은 조건으로 실험을 수행하였다. 각 polymerase chain reaction(PCR)은 25 ng template genomic DNA, 2.5 μL 10×PCR reaction buffer, 1.5~2 mM MgCl₂, 0.2 μM dNTP, 15 pmol 양쪽 primers, 0.75 u Taq DNA polymerase(5 unit/μL, Applied Biosystem Co., Foster City, CA, USA), 그리고 dH₂O를 넣어 최종 부피를 25 μL로 맞춘 후 잘 섞은 다음 반응을 시행하였다. 각 PCR cycle은 95℃에서 2분간 denaturation 시킨 후, 94℃에서 30초, 각 primer들의 Tm온도에 따라 30초, 72℃에서 1분간의 조건으로 35 cycles, 그리고 72℃에서 10분으로 최종 합성하였다. 5 μL의 PCR 산물은 1.5% agarose gel에 전기영동을 수행하여 PCR 증폭여부 및 크기를 확인하였다. 증폭된 PCR products의 경우, 3 U exonuclease I(USB Co., Cleveland, OH, USA)와 0.3 U alkaline phosphatase (USB Co., Cleveland, OH, USA)를 넣어 섞은 후, 37℃에서 1시간 incubation 시킨 후, 80℃에서 15분간 처리, direct sequencing의 주형으로 이용하였다. PCR product에 대한 염기서열 결정은 ABI 3130 XL 자동염기서열 분석기를 이용하며, DNA Sequencing Analysis software(ver. 5.0)로 분석하였다.
   유전자 변이 분석은 LASERGENE-SeqMan 및 HRED/PHRAP/CONSED software suite를 이용하였다. 
   염기서열분석 결과 발견된 TAS2R38 유전자 및 TAS2R16 유전자의 SNPs에 대한 genotyping은 single-base extension analysis 방법을 이용하였다. 각 SNP에 대한 primer extension reactions은 SNaPshot ddNTP Primer Extension Kit (Applied Biosystems)를 사용하며, ABI prism 3130 XL Genetic Analyzer를 통해 genotyping을 수행한 후, ABI Prism GeneScan software 및 the Genotyper system(Applied Biosystems)을 이용하여 분석하였다. 각 유전자에 대한 haplotype은 동형접합체(homozygotes)나 PHASE 2.0.2 프로그램을 이용하여 추론하였다. 

데이터 분석(Data analysis)
   흡연 및 알코올 섭취에 대한 TAS2R38 유전자 및 TAS2R16 유전자의 SNP 또는 일배체형과의 연관성은 one-way ANOVA와 Tukey pairwise comparisons를 사용하여 분석하고, 유의수준은 0.05로 하였다. 

결     과

TAS2R38 유전자 및 TAS2R16 유전자형의 분포 
   TAS2R38 유전자의 coding region에 존재하는 SNP인 P49A, A262V, 그리고 V296I에 대한 genotyping 및 haplotyping을 수행한 결과, PAV와 AVI의 두 가지 일배체형이 존재함을 알 수 있었다. 세 군데의 다형성 위치에 대한 genotyping 결과로 PAV 동종접합, AVI 동종접합, AVI/PAV 이종접합의 3가지 형태의 군으로 분류할 수 있었다. PTC 미맹 검사에서 미맹인(non-taster)은 유전자형이 AVI 동종접합군과 모두 일치하였으며, 미각인(taster)은 PAV 동종접합군과 AVI/PAV 이종접합군으로 나타났다. 각 군에 해당하는 대상자의 수와 성별에 따른 분포는 Table 1과 같았다.
   TAS2R16 유전자의 coding region에 대한 유전자형을 분석한 결과, 665번째 염기인 구아닌(G)이 아데닌(A)으로 바뀐 SNP는 발견되었으나, 알코올 섭취와 관련이 있다고 보고된 K172N 아미노산변이는 본 연구에서는 검출되지 않았다(Table 2). 

TAS2R38 유전자형과 흡연과의 관계
   남자의 경우 미맹인 중에서 흡연자가 13명(76.5%), 비흡연자가 4명(23.5%)이었으며, 미각인 중에서는 흡연자가 43명(48.3%), 비흡연자가 46명(51.7%)으로 미맹인에서 흡연자의 빈도가 훨씬 많음을 알 수 있었다(p<0.05). 
   여자에서는 미맹인 중에서 흡연자가 0명(0%), 비흡연자가 18명(100%)이었으며, 미각인 중에서는 흡연자가 2명(4%), 비흡연자가 48명(96%)으로 미맹 여부에 따른 흡연자의 빈도는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05)(Fig. 1). 

TAS2R38 유전자형과 음주와의 관계
   음주 횟수는 술을 마시지 않는 사람, 주 1회 마시는 사람, 주 2회 이상 마시는 사람으로 구분하여 조사하였다. 
   남자의 경우 미맹인에서 술을 주 2회 이상 마시는 사람의 비율(47%)이 미각인(26%)에서보다 높았으나, 음주의 횟수와 미맹의 표현형 사이에 통계적 의의는 없었다. 여자에서도 음주의 횟수와 미맹의 표현형 간에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05)(Fig. 2). 

고     찰

   분자 생물학의 발전에 따라 개인의 미각 차이가 환경이나 습관 뿐만 아니라 유전적 요인에 의해 영향을 받는다는 것이 알려졌다. 
   PTC 또는 PROP라는 화학물질의 쓴맛을 느낄 수 있느냐 없느냐에 따라 미맹인과 미각인으로 나눌 수 있고, 한국인에서는 전체 인구의 19%가 미맹인이라고 보고된 바 있다.¹⁴⁾ 미맹인들은 미각인에 비해 쓴맛에 둔감하여 식습관에 있어 미각인과 차이를 보인다. 미각인에서 브로콜리나 녹차, 콩제품 등 항암효과가 있다고 알려진 쓴맛이 나는 야채류의 섭취가 적은 것으로 알려져 있다.¹⁵⁾ 또한 생활 습관에도 영향을 미쳐 쓴맛이 나는 흡연이나 알코올 섭취도에 차이가 있다고 알려져 있다. Kaplan 등¹⁶⁾은 흡연자에서 PROP 민감도가 낮았고, PROP taster가 적었다고 보고하였다. Enoch 등¹⁷⁾도 비흡연자나 하루에 8개피 이하를 피우는 사람보다 흡연자에서 PTC 미각인이 적었다고 하였다. Bachmanov 등⁷⁾은 비슷한 연관성이 알코올의 섭취와도 연관이 있어 PTC/PROP 미각인이 알코올 섭취량이 적다고 보고하였다. 
   최근 염색체 7q에 있는 TAS2R38 유전자의 SNP 차이가 PTC 미맹 여부를 결정한다고 알려졌다. 이 유전자의 SNP 중 AVI/AVI 동종 접합형의 경우 PTC에 대해 미맹이었으며, AVI/ PAV형, PAV/PAV형은 미각인으로 나타났다.¹⁴⁾ Cannon 등⁸⁾은 PAV 유전자형을 가진 사람이 AVI 유전자형을 가진 사람보다 흡연자가 될 가능성이 적을 것이라는 가설아래 연구를 하였으나 결과는 그렇지 않았다고 보고한 바 있다. 단, 우리나라 사람에선 발견되지 않는 SNP인 AAV형 유전자형의 사람에서 흡연자가 될 확률이 낮은 것으로 나타났다고 하였다. 
   또 다른 쓴맛 유전자인 TAS2R16 유전자의 아미노산 변이가 African American의 알코올 섭취와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타나고 있다.^10,11) TAS2R16 유전자의 경우 알코올 섭취와 관련이 높은 172번째 리신(K) 아미노산 대립 유전자 빈도가 African American에서는 45%의 흔한 SNP인 반면, 백인계 유럽인에서는 0.6%로 매우 드문 SNP인 점으로 미루어 보아, 집단마다 TAS2R16 유전자의 변이가 특이적으로 작용한다는 것을 알 수 있다.^10,11) 이처럼 쓴맛 수용체의 유전적 변이는 인종내 및 인종 간의 차이가 크므로 한국인을 대상으로 한 연구가 필요하나 아직 보고가 없는 실정이다. 저자들은 한국인에서 미각 유전자의 변이와 흡연 및 음주 섭취의 연관성을 조사하고자 하였다. 
   본 연구 결과 한국인에서 TAS2R38 유전자에서는 세 종류의 유전자변이들인 P49A, A262V, 그리고 V293I가 공통적으로 발견되어 유전자형에 따른 미각인과 미맹인을 구별할 수 있는 기준으로 활용될 수 있었다. 그러나 TAS2R16 유전자의 K172N 유전자변이는 발견되지 않았다(Table 2). 이는 한국인 집단에서의 알코올 섭취에는 TAS2R16 유전자가 관여하지 않을 가능성을 시사한다. 즉 TAS2R16 유전자의 K172N 변이는 진화학적으로 아프리카 집단에서는 선택적으로 살아남은 반면, 유럽이나 아시아 집단에서는 퇴화되었을 가능성이 있다.
   남자에서는 TAS2R38 유전자의 SNP 중 미맹인에 해당하는 AVI/AVI 동종 접합형에서 흡연자가 통계적으로 유의하게 많아 다른 인종을 대상으로 한 보고들과 유사한 결과를 보여주었다. 그러나 여자의 경우 전체 68명 중 흡연자가 2명 밖에 없어 유전자형에 따른 차이를 알기가 힘들었다(Fig. 1). Mangold 등⁶⁾은 African American 여성에서 흡연과 미맹 유전자형과는 유의하게 관련이 있었다고 보고한 바 있어 향후 한국인 흡연 여성을 대상으로 한 유전자 연구가 필요할 것으로 생각한다. 
   또한 남자의 경우 통계적으로 유의하진 않았지만, 미맹인에서 술을 주 2회 이상 마시는 사람의 비율(47%)이 미각인(26%)에서보다 높은 것을 알 수 있었다. 그러나 여성에서는 흡연과 마찬가지로 음주 횟수와 유전자형 간의 차이를 분석하기에는 음주 여성의 수가 너무 적어 의의를 찾기가 어려웠다(Fig. 2). 다른 인종을 대상으로 한 연구에서와 달리 미맹 여부와 음주 횟수가 통계적으로 유의한 연관성이 없게 나온 이유로 우리나라에서는 본인의 음주에 대한 선호도와 관계없이 근무하는 직장 분위기 등에 의해 음주 횟수가 좌우되기 쉬운 것이 하나의 요인이 되지 않을까 생각해 볼 수 있다. 
   본 연구의 제한점은 흡연과 음주의 양, 니코틴 및 알코올 의존성, 선호도, 최대 섭취량, 흡연 및 음주 시작 연령 등을 좀 더 구체적으로 조사하지 못한 점이다. 이와 같은 흡연과 음주에 관계되는 여러 가지 변수들을 같이 조사했다면 좀 더 정확하고 상호 유기적인 관계를 파악할 수 있었을 것으로 생각된다.
   흡연과 음주는 전 국가적으로 볼 때 심각한 경제적, 사회적 손실을 끼치는 습관이며, 많은 이비인후과적 질환에 직·간접적인 영향을 미친다. 흡연, 음주에 대한 의존도를 유전자적 관점에서 파악할 수 있다면 이에 대한 대처도 마련할 수 있을 것으로 기대할 수 있을 것이다. 예를 들어 PAV/PAV 유전자형인 사람보다는 AVI/AVI 유전자형인 사람에게 집중적으로 금연교육을 시킨다든지, 알코올에 의존도가 높은 유전자형인 사람에게 가족 단위의 접근이 가능할 수도 있을 것으로 기대할 수 있다. 본 연구 결과에 의하면, 유전적으로 한국인의 약 20%에 해당하는 미맹인이 미각인에 비해 흡연과 잦은 음주를 할 가능성이 많으므로, 이들에 대해 금연 및 금주에 대한 집중적인 교육과 계몽을 한다면 전 인구를 대상으로 한 것보다 적은 예산으로 더 큰 효과를 거둘 수 있을 가능성을 보여준다. 
   결론적으로 한국인을 대상으로 미각 유전자의 변이가 흡연 및 음주 섭취 정도와 연관성이 있는가를 알아보고자 하였으며, PTC의 쓴맛을 느끼지 못하는 미맹인에서 미각인보다 흡연이나 잦은 음주를 하는 사람이 많은 것을 알 수 있었다. 

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