경북대병원은 내분비대사내과 이인규·전재한 교수 연구팀(공동 1저자 쎄미스 쏘우담·딥안잔 찬다)이 미토콘드리아 역동성 조절의 새로운 기전을 규명했다고 1일 밝혔다.
미토콘드리아는 세포 활동에 필요한 에너지를 생산하는 소기관이다. 노화(퇴행성 신경 질환), 암, 당뇨병, 비만, 각종 염증성 질환에서 그 기능이 감소해 있을 뿐 아니라 형태가 과도하게 분절된 양상으로 존재하는 것으로 알려져 있다.
그러나 미토콘드리아 형태 및 기능이 변화하는 근본적 원인은 잘 알려지지 않았다.
연구팀은 피루브산 탈수소효소 키나아제4(PDK4)라는 미토콘드리아 효소가 대사‧염증 질환 및 암 질환 등에서 발현이 증가해 미토콘드리아 분절 유발 단백질인 Drp1의 미토콘드리아 이동을 증가시키는 것을 확인했다.
해당 기전을 규명하기 위해 인산단백체학 연구를 시행한 결과, PDK4가 어댑터 단백질 septin2를 직접적으로 인산화시킴을 확인했다는 설명이다.
특히 샤르코마리투스병은 운동 신경과 감각 신경 손상을 초래하는 희귀 유전성 난치 신경 질환이다. 그 아형 중 IIa는 Mfn2의 돌연변이가 원인으로 알려져 있고 신경세포 미토콘드리아의 과분절 및 기능 저하가 관찰된다.
이러한 Mfn2 결핍 세포에서도 PDK4나 septin2를 저해하면 미토콘드리아의 형태와 기능이 보존된다는 것을 연구팀은 확인했다.
또 환자 폐암 조직에서 정상 폐 조직에 비해 미토콘드리아 분절 증가 및 기능 감소가 있고 PDK4 발현과 septin2 인산화가 증가됨을 확인했다. PDK4를 결핍시키면 폐암 세포주 성장이 의미 있게 둔화되는 점도 증명했다.
이인규 교수는 “암이나 난치성 신경 질환의 발병 기전에 미토콘드리아의 분절이 중요하고, 이를 저해하는 것이 이러한 난치성 질환을 개선할 수 있음을 밝혔다는 점에서 이번 연구 의의”라고 소개했다.
이어 “난치성 질환을 앓고 있는 환자들에게 도움이 될 PDK4 저해제를 개발해서 실용화하는 것이 다음 연구 목표”라고 밝혔다.
이슬비 기자 (
