치매 등 저산소증 원인질환 연구가능성 확인
경희대의대 박재훈 교수팀, MCB 5월1일자 발표
세포내 산소가 부족한 상태인 ‘세포내 저산소증’에 대한 새로운 기전이 국내연구진에 의해 밝혀졌다.
세포내 저산소증은 실제 뇌경색, 심근경색, 치매, 퇴행성관절염 등 질환의 급·만성적인 원인이어서 이번 연구결과가 이들 질환연구에 새로운 실마리를 제공한 것으로 관련학계는 기대하고 있다.
경희대학교 의과대학 병리학교실 박재훈 교수팀은 암세포와 신경세포를 이용한 실험에서 세포내에 산소가 결핍되면 ‘HGTD-P’유전자의 발현이 정상세포보다 8배까지 급증하는 것을 확인했다고 밝혔다.
박교수팀은 또한 이 유전자가 암세포에서 주로 발현되는 ‘HIF-1α’유전자의 지배를 받아서 세포를 죽이는 기능을 수행한다는 학설도 증명해냈다.
HIF-1α는 세포내 저산소증이 발생할 때 가장 중심적인 역할을 하는 유전자로, 세포를 살리는 유전자를 자극해 혈액의 흐름이 빨라지도록 하는 기능도 있지만, 반대로 일정 시간이 지나면 오히려 세포를 죽이는 유전자를 자극하는 기능도 있는 것으로 알려졌다.
이번 연구결과는 세계적 학술지인 분자생물학회지(MCB Molecular Cell Biology) 5월1일자에 게재됐다.
연구팀은 전립선암세포와 뇌신경세포를 대기 중 산소량(20%)의 40분의 1 수준인 0.5% 산소에 노출시켰다. 그 결과, HGTD-P 유전자가 정상세포보다 6∼8배 늘어났다.
특히 이 유전자는 HIF-1α의 부정적측면의 지배를 받아, 세포를 죽이는 기능을 하는 것으로 나타났다.
HGTD-P는 중국인이 처음으로 찾아낸 유전자로, 미국 NCBI에 등록돼있지만 단순히 유전자 이름만 올라와 있는 수준으로, 기능이 밝혀지기는 이번이 처음이다. 이 유전자는 박교수팀이 지난 1월에 발표한 HIF-1α의 지배를 받아 세포를 죽이는 유전자 ‘NOXA’에 이어 두 번째로 발견한 유전자다.
그동안 관련학계에서는 세포가 죽게되는 원인의 90%가 산소결핍 때문인 것으로 알려졌다.
특히 심장근육세포내 산소결핍은 급성 뇌경색·심근경색을, 신경세포내 산소결핍은 만성 치매·퇴행성관절염 등을 유발하는 것으로 나타났다. 하지만 정확히 어떠한 기전에 의해 죽게되는지는 밝혀진 바가 없었다.
박교수팀은 이번 연구결과를 토대로, 저산소증으로 인해 발병하는 질환과의 연관성에 대한 연구를 시작했다고 밝혔다.
경희대의대 박재훈 교수는 “HGTD-P 유전자를 이용하면 세포가 죽지않도록 근본 원인을 차단할 수 있을 것으로 기대한다”면서 “이번 연구는 저산소증으로 인한 질병연구의 실마리를 제공한 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국과학재단 목적기초과제연구비 지원을 통해 수행됐다.
- 이연정기자 ( yjlee@sciencenews.co.kr)
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