연구재단 '폐 재생능력 되살리는 메커니즘 밝혀냈다'

스웨스턴대-동국대 공동연구팀, 미토콘드리아의 폐줄기세포 분화 조절 규명
미토콘드리아 '통합 스트레스 반응(ISR)' 관여 증명, 네이처 게재

[대전=뉴시스] 미토콘드리아 기능 저하에 따른 쥐의 폐조직 변화. 미토콘드리아 기능저하를 가진 쥐의 폐조직은 비정상적인 상태의 폐포조직을 보인다.(사진=노스웨스턴대 한승혜 교수 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국연구재단은 노스웨스턴대학교 한승혜 교수, 동국대학교 이민호 교수 공동연구팀이 미토콘드리아에 폐줄기세포의 기능과 분화를 조절하는 신호전달 기능이 있다는 사실을 규명했다고 29일 밝혔다.

미토콘드리아는 세포가 사용할 에너지를 생산하는 세포 내 기관이며 줄기세포는 한 개의 세포가 여러 종류의 다른 세포를 생산해 낼 수 있는 특이한 능력(다중분화능)을 가진 세포다. 우리 몸의 손상된 부위의 세포들을 새로 재생할 수 있는 세포를 통칭해 줄기세포라고 한다.

폐는 한번 손상되면 다시 살려내기 힘들어 재생능력을 촉진하는 치료법 개발을 위해 폐줄기세포의 기능과 분화를 조절하는 기전에 대한 규명이 꼭 필요하다.

이번에 한 교수와 이 교수팀은 만성폐질환 및 폐렴 환자에서 공통적으로 관찰되는 미토콘드리아 기능 저하에 주목했다.

먼저 공동연구팀은 특정 유전자 기능이 발현하지 못하게 막는 '유전자 녹아웃 기술'을 적용한 실험용 생쥐(유전자 녹아웃 마우스)를 이용해 폐상피세포에서 미토콘드리아 전자전달계 기능을 제거하고 녹아웃 마우스가 호흡부전으로 사망하는 것을 확인했다.

이어 해당 폐조직에 대한 단일세포 전사체분석(극미량의 재료로 세포의 유전체적 특징을 분석하는 기술)을 수행해 미토콘드리아가 통합 스트레스 반응(ISR)에 관여한다는 것을 밝혔다.

연구팀에 따르면 미토콘드리아 전자전달계 기능이 상실됐을 때 ISR이 매우 높게 활성화된 반면 ISR 억제제를 투여받은 녹아웃 쥐는 대부분 살아남았고 비정상적 폐구조도 교정됐다.

이는 미토콘드리아가 세포 내 에너지를 생산하는 기능 외에도 세포의 기능과 분화를 조절하는 신호전달 기능이 있다는 의미다.

이를 통해 공동연구팀은 폐 세포 내에서 미토콘드리아가 비정상적으로 높게 ISR이 활성화되는 것을 막아 폐줄기세포 분화에 필수적인 역할을 한다는 것을 증명했다.

과학기술정보통신부와 연구재단이 추진하는 중견연구 사업 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 지난 24일 게재되었다.(논문명:Mitochondrial integrated stress response controls lung epithelial cell fate)

한승혜·이민호 교수는 "폐질환 환자들의 미토콘드리아 ISR을 조절해 폐줄기세포 분화를 촉진하고 폐재생을 증진하는 방식의 치료법을 개발할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

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