오구택 교수 연구팀, 세계 최정상급 학술지 <Circulation>에 논문 발표
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- 등록일2020.11.20
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죽상동맥경화증 치료제 개발 새로운 길 열어
협심증, 심근경색 초래하는 죽상동맥경화증 염증 억제 분자기전 최초 규명
(왼쪽부터) 전세진 박사, 오구택 교수, 김태경 석박사통합과정생
자연과학대학 생명과학과 오구택 교수 연구팀이 협심증과 심근경색 등의 원인이 되는 죽상동맥경화증을 억제하는 새로운 항염증성 인자를 찾아내는 데 성공했다. 이에 따라 죽상동맥경화증 치료제 개발의 새로운 길을 열어 주목받고 있다.
오구택 교수(교신저자)와 전세진 박사(제1저자), 김태경 석박사통합과생(제2저자)은 죽상동맥경화증 환자 몸의 대식세포에서 분비되는 닌주린 가용성형태(sNinj1)가 동맥경화 염증을 억제하는 분자적 기전을 밝혀냈다. 또한 이 sNinj1을 모방한 펩타이드를 개발해 동맥경화증 억제 효과를 입증함으로써 죽상동맥경화증 치료제 개발 가능성을 밝혀냈다. 이번 연구결과를 실은 논문 「Anti-Inflammatory Actions of Soluble Ninjurin-1 Ameliorate Atherosclerosis; Circulation.2020;142:1736-1751」는 11월 3일(화) 세계 최정상급 학술지 <Circulation> (IF=23.603, 상위 0.65%)에 게재됐다.
죽상동맥경화증은 오래된 수도관에 이물질이 쌓여 막히는 것처럼 혈관 안쪽에 콜레스테롤이 쌓여 좁아지거나 막혀버리는 질환으로, 협심증, 심근경색 등을 초래하여 심할 경우 돌연사를 일으키기도 한다. 이러한 혈관질환 치료를 위해 최근 학계에서 새롭게 대두되고 있는 방법은 특정 인자의 활성화를 조절하는 항체나 단백질을 치료제로 개발하는 것이다. 그동안 혈관 내에서 염증반응을 촉진하는 세포부착인자와 분비인자에 대한 연구 결과는 많이 있었지만, 혈관질환 치료제의 표적으로 삼아야 하는 물질이나 세포부착인자의 활성화를 억제함으로써 염증반응을 줄여주는 분비인자에 대한 연구는 부족한 실정이었다.
오구택 교수 연구팀은 2001년 혈관질환에 관련된 새로운 세포부착인자로서 세포막단백질인 닌주린(nerve-injury induced protein, Ninj1)을 발견해냈다. 이를 통해 닌주린이 주로 암 관련 질환이나 염증성 질환에서 많이 발생하고 세포 이동이나 부착에 주로 관여하는 것을 확인했으나, 혈액 내에서 단독으로 활동할 수 있는 가용성형태(sNinj1)로 존재할 가능성이나 인체, 동물 등의 살아있는 몸 안에 실제 존재하는지는 확인된 바 없었다.
죽상동맥경화증에서의 가용성 닌주린(sNinj1)의 염증억제 분자기전
생명과학전공 전세진 박사와 김태경 씨는 연구팀에서 자체 보유하고 있는 미세조작기술을 이용하여 닌주린 유전자를 제거한 유전자 적중 생쥐를 제작하고, 여기에 동맥경화 질환을 유발시킨 뒤 고난도의 미세기술을 활용해 혈관조직으로부터 면역세포를 성공적으로 분리했다. 연구팀은 이 동맥경화 질환모델 생쥐에서 분리해낸 세포에 단일세포 유전체 분석기술(single cell RNA sequencing)을 적용해 sNinj1을 생성하는 주요 세포유형이 동맥경화 염증을 억제하는 대식세포임을 밝혀냈다. 닌주린이 생체 내에서 MMP9 효소에 의해 가용성 형태로 분비되어 주변 대식세포의 염증성인자 발현을 억제하는 구조의 분자기전을 처음으로 제시한 것이다. 연구팀은 생쥐뿐 아니라 동맥경화증을 진단받은 환자의 몸 안에도 sNinj1이 존재함을 입증했다. 또한 sNinj1의 재조합 단백질 또는 펩타이드를 개발해 생체 내에서의 안정성과 동맥경화 치료 효과를 검증함으로써, sNinj1이 새로운 항염증성 사이토카인으로서 동맥경화를 제어하는 표적이 될 수 있음을 질환모델에서 최초로 규명했다.
오구택 교수는 “본 연구를 통해 동맥경화 질병에서 아직 존재 가능성조차 명확히 알려지지 않은 sNinj1의 발굴 및 분자기전을 규명하였을 뿐만 아니라, 신규 발굴 인자의 모방펩타이드의 전임상연구를 통한 항염증성, 항동맥경화 효능을 입증, 새로운 신약 타깃으로서 개발할 가치가 있음을 제시한 것에 큰 의의가 있다”며 “동맥경화의 새로운 치료제 및 세포 맞춤형 치료법의 개발 및 임상중개연구(in vivo translational research)에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
오구택 교수 연구팀은 2012년 한국연구재단 리더연구자지원사업(창의적연구사업단)에 ‘혈관·면역세포 네트워크 연구단’으로 선정되어 지난 9년간 ‘동맥경화증을 치료할 수 있는 면역세포의 분자기전 규명에 관한 연구’를 수행, 이번 연구를 포함해 다양한 성과를 내고 있다. 또한 2020년 ‘심장-면역-뇌 세포 네트워크 연구단’으로 리더연구자지원사업(창의적연구사업단) 신규과제에 다시 한 번 선정되어 향후 9년간 지원받아 심장과 뇌의 상호 작용(Heart-Brain Bidirectional Interaction)을 매개하는 면역시스템의 세포 기능과 분자 기전 규명 연구에 매진하고 있다.