스크랩 효소억제를 통해 심근세포 성장을 유도

[정태덕]

효소 억제를 통해 심근세포 성장을 유도
2005-05-10    생명과학 / KISTI
p38 MAP 키나아제(p38 MAP kinase)라는 효소를 억제할 경우 포유동물 성체의 심근세포(cardiomyocyte)의 성장을 효과적으로 유도할 수 있다는 사실이 미국의 과학자들에 의해 확인됐다. 이번 연구로 손상된 근육세포를 재생시킬 수 있는 기술 개발이 앞당겨질 전망이다. 연구 결과는 미국의 학술지 “유전자와 발달(Genes & Development)”, 온라인 속보란, 5월 3일자(doi : 10.1101/gad.1306705)에 소개됐으며 같은 학술지, 인쇄판, 5월 15일자(19권, 10호)에도 게재될 예정이다.

심근세포는 초기 발달 이후 증식을 중단한다는 것이 오랜 기간동안 학계가 갖고 있던 통설이었다. 이처럼 세포가 일반적인 순환 주기상의 특징을 보이지 않는 것은 자동차로 치면 일종의 제동 장치가 물려 있기 때문이다. 이번 연구는 이 같은 제동 장치에 해당하는 효소의 기능을 제거함으로써 심장의 근육세포가 분열할 수 있도록 유도하는데 성공했다.

제동 장치 구실을 담당하는 p38 MAP 키나아제는 세포의 분열 과정을 조절하는데 관여한다고만 알려져 있었을 뿐 구체적인 기능에 대한 이해는 부족한 형편이었다. 이번 연구는 이 같은 한계를 잘 설계된 실험을 통해 극복해 나갔다. 먼저 쥐의 심근세포를 배양한 상태에서 p38 MAP 키나아제의 효소 활성을 제거해 보았다. 그 결과 어린 쥐의 세포와 성체의 세포 모두 DNA 합성(DNA synthesis)을 재개하는 것을 관찰할 수 있었다. DNA 합성은 세포의 증식 과정을 형성하는 핵심 단계 가운데 하나이다.

이와 함께 p38 MAP 키나아제의 활성을 없앤 세포들은 유사 분열을 수행하는 것도 확인할 수 있었다. 유전자 조사 과정에서는 p38 MAP 키나아제가 심근세포의 증식에 필수적인 유전자들 가운데 일부를 조절 대상으로 삼는다는 증거를 발견할 수 있었다. 그리고 이 과정에서 p38 MAP 키나아제 활성이 없는 심근세포의 증식 주기가 심근세포 성장 인자(cardiomyocyte growth factor)가 제공되면 지속적으로 유지된다는 것도 관찰할 수 있었다.

이 같은 일련의 시험관 실험(in vitro test)과 함께 연구진은 생쥐에 유전자 조작을 가하는 생체내 실험(in vivo test)도 병행했다. 그 결과 생체내 실험에서도 p38 MAP 키나아제의 활성이 제거되면 심장의 근육세포가 재생되는 것을 확인할 수 있었다.