혈관형성의 특이 표지분자 발견

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-26

최근 관련 연구자들은 연구를 통해 Apln-CreER 유전변형 쥐(Transgenic mice)를 이용하여 조직손상 복구 및 종양 성장 과정에서의 혈관형성을 추적하는데 성공했다. 또한 이 방법을 이용하면 쥐의 혈관형성 및 VEGF-VEGFR2 신호채널 차단을 통해 종양의 성장이 일정하게 억제된다는 것을 입증했다. 동 연구 성과는 중국 과학원 상하이(上海)생명과학원 영양과학연구소의 저우빈(周斌) 연구진이 미국베일러의과대학(Baylor College of Medicine)의 Wythe 교수, 상하이생명과학연구원 생물화학 및 세포생물학연구소의 후이리잰(惠利健) 연구원, 상하이생명과학연구원 영양과학연구소의 팡징(方靖) 연구원, 위잉(余鹰) 연구원, 돤성중(段胜仲) 연구원 등과의 협력에 의해 완성되었으며 지난 2015년 1월 19일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 온라인판에 “Genetic Targeting of Sprouting Angiogenesis Using Apln-CreER”이라는 제목으로 발표되었다. 혈관은 기관과 조직에 산소와 영양물질을 수송하는 역할하며 조직 생장과 재생, 상처 회복, 조직 복구 및 태아 생장에 필요한 영양분을 제공한다. 그러나 이와 함께 염증 확산, 종양 세포 침입과 전이의 매개체 역할도 한다. 기존 모세혈관이나 마이크로 정맥의 기초 상에서 혈관 내피 세포의 증식과 전이를 통해 이미 있는 혈관에 새로 형성되는 모세혈관의 과정을 혈관형성(angiogenesi)이라고 한다. 혈관형성은 발육 및 성장의 중요한 과정이며, 혈관형성을 촉진하는 인자와 혈관형성을 억제하는 인자의 협동 조절에 의해 질서 있는 혈관 네트워크가 형성된다. 만약 두 개 인자의 균형이 깨지면 질병이 초래된다. 암, 당뇨병, 눈병, 풍습성관절염 등 질병에서 과량의 혈관형성이 질병을 초래하고 조직의 성장을 활성화시킨다. 이와 반대로 관상동맥 경화, 중풍과 손상된 상처가 오래 가는 경우는 혈관 형성이 지연되어 혈액순환이 원활하지 못하기 때문에 발생된다. 이에 따라 혈관형성은 종양, 실명, 관상동맥 경화 등 질병을 치료하는 타깃으로 부각되고 있다. 또한 혈관형성 표지분자에 대한 연구와 추적은 종양 및 혈관형성에 관련된 질병 치료에 새로운 방향을 제시해 줄 것으로 전망된다. Apelin(Apln)은 G단백질 결합수용체(coupled receptor)인 Apelin수용체(APJ)의 내생성 리간드에 속한다. 또한 Apelin은 광범위한 생리학 기능을 가진 내생 폴리펩티드(Polypeptide)로, 심혈관 기능 조절, 심근 세포 분화 및 심장 발육에 참여한다. Apln과 APJ의 발현은 저산소증(Hypoxia) 유도인자 HIT 패밀리의 제어를 받기 때문에 발현이 높을 경우 혈관이 발육 단계에 있으며 발현이 낮을 경우 혈관이 안정적인 단계에 있다. 뿐만 아니라 Apln-APJ는 혈관의 내경과 내피 세포벽을 통해 혈관형성을 촉진한다. 이 외에도 Apln-APJ는 각종 종양의 내피세포 중에서 발현이 높아진다. 종양과 정상적인 조직 내피 세포의 발현 그래픽을 비교해 보면 Apln은 종양 내피세포의 특이 발현의 유전자로 인식할 수 있다. 저우빈(周斌) 연구진은 심근경색(Myocardial infarction)에 의한 손상, 뒷다리 피 결핍에 의한 손상, 피하 종양 및 자체적으로 발생한 종양 등 질병이 있는 쥐 모델을 채용하여 Apln-CreER가 손상복구 및 종양 성장 과정에서의 혈관형성에 대한 표지기능을 연구했다. 연구진의 연구 결과에 따르면, Apln-CreER가 심근경색에 의한 손상, 뒷다리 피 결핍에 의한 손상의 회복 과정에서 혈관형성을 효과적으로 표기할 뿐만 아니라 종양 혈관의 형성을 추적할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 심층적인 연구에 따르면, Apln가 종양 혈관형성 윗부분의 세포에서 특이적으로 발현되며 이런 세포들은 종양에서 산소가 가장 부족한 위치에 있는 것으로 나타났다. 이런 결과는 기존의 연구에서 밝혀진 Aplnrk 산소 결핍 유도 인자의 제어를 받는다는 결과와 일치하다. 이 외에도 연구진은 Apln-CreER 도구를 이용, 쥐의 혈관형성 내피 세포 제거와 VEGF-VEGFR2 신호 채널을 차단하는 방법을 통해 종양 성장을 억제하는 효과를 도출했다. 이 연구 성과는 Apln가 혈관형성을 효과적으로 추적할 뿐만 아니라 혈관형성의 유전자 발현을 조절할 수 있다는 것을 제시한다. 한편, 관련 연구는 중국 과학기술부, 중국 자연과학기금위원회, 중국 과학원, 상하이시(上海市)과학기술위원회 자금 지원을 받아 수행되었다. http://www.cas.cn/syky/201501/t20150120_4302333.shtml