(뉴스1=최소망기자) 2018-10-11 03:00 송고
ITGBL1 유전자를 많이 발현시키면 인테그린 신호가 억제돼 올챙이 얼굴뼈가 커지고 관절 연골도 재생된다. (UNIST 제공)
국내 연구진이 개구리에게서 관절염을 관여하는 유전자를 발견했다. 이 유전자를 활용해 바이오 신약이나 세포치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
울산과학기술원(UNIST)은 박태주 생명과학부 교수 연구팀이 ‘아프리카발톱개구리’에게서 연골을 형성하는데 관여하는 ‘인테그린 베타 라이크 원'(ITGBL1) 유전자를 찾았다고 11일 밝혔다. ITGBL1를 조절하면 관절염 악화를 막고 연골 재생을 촉진할 수 있다.
관절염은 뼈와 뼈 사이의 연골(물렁뼈)이 닳아 생기는 질환이다. 한 번 닳은 연골은 세포나 다른 조직과 다르게 수년이 지나야 재생성된다. 연골 주성분이 연골세포가 아닌 단단한 세포밖 물질(세포외기질)이기 때문이다.
연구팀은 연골세포가 세포외기질과 신호를 주고받을 때 이용하는 ‘인테그린 단백질’에 주목했다. 이 단백질은 연골세포에게 신호를 보내 초기 연골 조직이 만들어지도록 돕는다. 그러나 시간이 지나면 오히려 연골 형성을 방해하므로 신호를 줄여야 한다. 연구팀은 유전자를 찾으면 연골 재생도 조절할 수 있을 것이라는 가정을 기반으로 연구에 착수했다.
유전적으로 사람과 비슷한 동물로 꼽히는 아프리카발톱개구리가 실험동물로 활용됐다. 연구팀은 개구리의 얼굴 연골로 분화하는 연골세포에서 ITGBL1가 많이 발현되는 것을 확인했다. 이 유전자는 연골세포가 연골조직을 만드는 과정 중 ‘인테그린 신호가 줄어야 하는 시기’에 맞춰 분비됐다. ITGBL1 유전자가 발현돼 만들어진 ITGBL1 단백질이 인테그린 신호를 억제해 연골조직 생성을 촉진한 것이다.
ITGBL1 단백질은 세포 외부에서 작용해 바이오 신약으로 활용되거나 세포치료제로 가능성도 매우 높다는 게 연구진의 설명이다. 현재 박태주 교수팀은 관절염 세포치료제를 개발하는 후속연구를 진행 중이다.
박태주 교수는 “인테그린 활성은 관절염, 암, 과민성 대장증후군 등 질환과도 연결돼 있다”며 “이번 연구로 ITGBL1 단백질이 인테그린 활성을 저해할 수 있다는 것을 확인해 다양한 질환의 바이오 신약으로 활용될 것”이라고 말했다.
양시영 아주대 의과대학 교수팀과 공동으로 진행한 이번 연구는 10일 ‘사이언스 중개의학'(Science Trnaslational Medicine) 온라인판에 실렸다.