18일 '네이처'에 발표…치료제 개발 가능성 제시
(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 이재철 성균관대 교수팀은 미국 스탠퍼드대 연구진과 공동으로 '확장성 심근병증'(Dilated Cardiomyo pathy·DCM)의 발병 과정을 규명했다고 18일 밝혔다.
확장성 심근병증은 심장근육 이상으로 심실 확장과 수축에 장애가 생기는 병으로 국내에서는 10만 명 당 1~2명이 이 질환을 앓는 것으로 알려졌다. 이 연구로 발병 과정이 밝혀지며 질환 치료제 개발에도 새로운 가능성이 열렸다는 평가가 나온다. 연구 결과는 이날 국제학술지 '네이처'(Nature)에 실렸다.
확장성 심근병증 환자에서는 LMNA 유전자의 돌연변이가 확인된다. LMNA 유전자는 세포 속 핵막의 구조를 유지하는 단백질을 만든다고 알려졌다. 그러나 이 유전자의 돌연변이가 심근세포 기능에 어떻게 영향을 미치는지는 알려지지 않았다.
연구진은 LMNA 유전자 변이와 심근세포 기능의 관계를 알아보고자 실제 이 병을 앓는 환자에서 얻은 피부세포로 연구를 진행했다. 또 환자와 유사한 유전정보를 가진 가족의 피부세포도 활용했다.
연구진은 이들에게 얻은 세포를 역분화줄기세포(iPS)로 만든 뒤 다시 심근세포로 분화시키며 유전자 변이의 영향을 분석했다. 유전자 가위로 LMNA 돌연변이를 교정하면 줄기세포는 정상 심근세포로 분화됐다.
정상 줄기세포에 LMNA 유전자 돌연변이를 유발하면 심근세포가 됐을 때 핵막 모양이 변했다. 정상 심근세포에서는 핵막이 매끈한 타원형으로 보이지만 돌연변이가 있을 땐 이런 모양을 유지하지 못하고 찌그러진 형태가 됐다.
연구진은 핵막 모양이 변하면 심근세포의 신호전달체계에도 변화가 생긴다는 것을 알아냈다. 정상세포에서는 PDGF(혈소판유래성장인자) 신호전달체계가 비활성화돼 있지만, 돌연변이가 있을 때는 이 신호체계가 활성화돼 심근세포의 기능 이상을 일으킨다.
이는 PDGF 신호체계를 인위적으로 작동하지 않게 만들면 심근병증 환자의 증상을 정상으로 되돌릴 수 있음을 시사한다. 시판 항암제 중 PDGF 신호체계를 억제하는 약물이 있어 이를 이용하면 임상시험을 더 빨리 진행할 수 있을 것으로 보인다.
이재철 교수는 "환자의 역분화 줄기세포를 이용해 특정 질환을 실험실 수준에서 모형화한 사례"라고 이번 연구를 소개하며 "정밀의학 시대에 역분화 줄기세포 및 유전자가위 기술을 통해 새로운 심장질환 치료제 개발 가능성을 보였다"고 의의를 밝혔다.
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