혈류 감지하는 세포 안테나, 섬모에 의한 혈관생성 기전 규명

제브라피쉬에서 환경변화에 따른 섬모분해와 그에 따른 혈관신생 기전 규명

□ 세포 밖 상황을 감지하여 세포 안의 변화를 이끌어 내는 세포의 안테나, 원발성 섬모. 거의 모든 세포에 존재하지만, 대사질환이나 신경발생질환과의 연관성에 한정되어 연구가 이뤄지고 있었다.

○ 그 가운데 최근 혈관신생 과정에서의 원발성 섬모의 역할에 대한 연구결과가 나왔다.

* 혈관신생(angiogenesis) : 기존 혈관으로부터 새로운 혈관이 생성되는 현상. 내피세포의 침투나 이동, 증식, 분화 등의 과정을 거쳐 산소와 영양분을 공급하기 위한 필수적인 과정

□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 이지은 교수(성균관대학교) 연구팀이 혈관내피세포 밖으로 돌출된 원발성 섬모의 혈관신생 과정에서의 역할과 분자적 기전을 규명했다고 밝혔다.

○ 종양의 증식과 전이시 혈관신생이 두드러지게 나타나는 만큼, 원발성 섬모를 표적으로 하는 항암제 개발 연구의 단초가 될 것으로 기대된다.

□ 연구팀은 유전자가위로 섬모조절유전자, CEP41을 없앤 돌연변이 제브라피쉬에서 혈관 직경 감소와 이상혈관 생성 등을 관찰하고, 원발성 섬모와 혈관신생의 연결고리를 찾아냈다.

* 제브라피쉬(Zebrafish) : 잉어과의 얼룩무늬 열대어로 관찰이 쉽고 빠른 배아발달 및 거의 완벽한 게놈분석으로 바이오의료연구에 널리 사용되는 대표 동물모델

□ CEP41 단백질이 원발성 섬모를 구성하는 튜블린 단백질을 변형 (글루타밀화)시키면, 이것이 신호가 되어 섬모분해와 혈관생성인자 생성을 촉발, 결국 혈관신생으로 이어지는 일련의 과정을 밝혀낸 것이다.

○ CEP41은 대표적 원발성 섬모 질환군의 하나인 주버트 신드롬의 원인유전자로, 신경발생 과정에서의 역할만 알려져 있었다.

□ 실제 CEP41 유전자가 결손된 돌연변이 제브라피쉬에 많은 산소와 영양분을 소비하는 종양세포주를 이식하더라도 소장 정맥 생성 등의 혈관신생이 잘 이뤄지지 않았다.

○ 이같은 혈관신생 이상은 동물모델에서 뿐만 아니라 인간혈관 유래 세포에서도 관찰되었다. CEP41 유전자 발현이 줄어든 세포는 이동성과 침습능, 상처치유능, 혈관생성능도 절반 가까이 감소했다.

□ 혈류이상이나 조직손상에 따른 심혈관계 질환이나 무분별한 세포증식에 따른 과다한 산소 소비로 저산소 상황에 놓이는 종양에서 이번에 규명된 혈관신생에 관여하는 분자들(CEP41, AURKA) 및 원발성 섬모를 표적으로 하는 치료제 개발 연구의 실마리가 될 것으로 기대된다.

○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 X-project, 중견 연구(보호육성), 기초연구실(BRL)사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 ‘엠보 리포츠(EMBO Reports)’에 2019년 12월 29일 게재되었다.

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