수술 부위나 상처 치유의 열쇠, 세포 내 미토콘드리아에 있다
대식세포의 복구 프로그램 전환, 미토콘드리아 대사로 조율
독일 쾰른대 연구진, 저널 '세포 물질대사'에 논문
(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 큰 수술을 받고 건강을 회복하려면 수술이 잘 되고 수술 부위가 잘 아물어야 한다.
이런저런 사고로 몸을 심하게 다쳤을 때도 피부 등 신체 조직의 복구가 매우 중요하다.
우리 몸은 자체적인 조직 복구(tissue repair) 메커니즘을 갖고 있다.
여기서 중요한 역할을 하는 게 면역세포의 한 유형인 대식세포(macrophages)다.
조직 복구 과정에서 대식세포의 초기와 후기 대사 프로그램이 달라지고, 이런 프로그램 전환은 연속적인 피부 재건을 지지하는 데 꼭 필요하다는 연구 결과가 나왔다.
대식세포의 복구 프로그램 전환을 조율하는 건 바로 '미토콘드리아 대사'(Mitochondrial metabolism)였다.
독일 쾰른대의 자비네 에밍 피부학과 교수팀이 시행한 이 연구 결과는 최근 저널 '세포 물질대사(Cell Metabolism)'에 논문으로 실렸다.
14일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 대식세포의 활성 상태는 상처 복구 단계에 따라 달라진다.
초기엔 전(前) 염증성 대식세포가 나서 바이러스나 박테리아를 죽이면서 방어적인 면역 반응을 주도한다.
하지만 후기의 대식세포는 염증을 해소하면서 조직의 재건과 평형 회복을 돕는다.
이번 연구의 최대 성과는, 대식세포가 염증을 일으키는 작용을 하다가 염증을 해소하고 복구를 돕는 기능으로 바뀔 때 어떤 신호가 필요한지를 밝혀낸 것이다.
에밍 교수팀은 조직 복구, 세포 대사, 대식세포의 활성 상태와 기능 등이 서로 면밀히 연관돼 있다는 걸 입증했다.
복구 초기와 후기에 대식세포 기능이 이렇게 달라지는 데에는 미토콘드리아 대사의 변화가 핵심 메커니즘으로 작용했다.
동물 실험 결과, 포도당 대사만 갖고는 초기의 생산적인 복구가 확실히 이뤄지지 않았다.
단일 세포 염기서열을 분석해 보니 일부 대식세포 무리가 활성 산소기(reactive oxygen radicals)를 대사하는 것으로 나타났다.
초기 대식세포가 대사에 이용하는 것은 세포 호흡의 부산물로 미토콘드리아에서 생성된 활성 산소기였다.
대식세포의 활성 산소기 대사는 복구 초기에 혈관이 잘 성장하게 도왔고, 이 부분이 잘 이뤄져야 상처가 제때 아물었다.
상처 복구의 후기 단계에선 대식세포가 쓰는 미토콘드리아 대사 물질이 완전히 달라졌다.
이 단계의 대식세포는 각각 염증 해소 및 조직 복구 기능에 맞춰 교체되는, 서로 다른 유형의 미토콘드리아 기질(stromal exchange)을 이용했다.
연구팀은 이런 기질 교체가 특정 수용체((IL-4Ra)에 의해 매개된다는 것도 확인했다.
에밍 교수는 "면역계 세포의 미토콘드리아 스트레스가 피부의 비정상적인 염증 반응을 일으킨다는 건 매우 흥미롭다"라면서 "미토콘드리아 스트레스에 약물로 개입하면 상처 난 조직의 복구를 촉진하는 치료 효과가 나타나는지 확인할 계획"이라고 말했다.
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