| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-02-06 |
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 Case Western Reserve 대학의 연구팀이 척수 기능 회복을 목적으로 개발한 펩타이드 물질에서 심장마비 발생 이후의 위중한 부정맥을 중단시키는 추가적인 효과를 확인했다고 한다. 연구를 주도한 동대학 신경과학과 교수인 Jerry Silver 박사는 척수에 대한 자신들의 10년 이상의 연구 결과가 언젠가는 인체의 다른 부위에도 적용될 수 있을 것으로 믿어왔다고 밝혔다. 이번에 그의 연구팀과 오레건 건강과학 대학 생리학 및 약학과 교수인 Beth A. Habecker 박사의 연구팀은 세포내 시그마 펩타이드(intracellular sigma peptide: ISP)라는 물질을 심장 이상에 적용할 수 있음을 입증하여 ‘Nature Communication’ 최신호에 발표했다. Silver 박사는 “Habecker 박사의 연구팀이 ISP를 이용하여 마우스에서 부정맥을 완치시키는 효과를 확인했다. 이들 마우스들은 심근경색이 발생한 영역의 흉터로부터 조직이 재생하는 것으로 나타났다. 이번 결과는 정말로 놀라웠다”고 설명했다. Habecker 박사는 “심장마비를 겪고도 생존한 환자들은 심장 정지나 중증 부정맥의 발생 위험이 매우 높다. 최근 임상 시험에서 교감신경계 탈신경(sympathetic denervation)이 심장 정지 위험을 예측할 수 있는 것으로 제시되었다. 우리 연구에서 ISP는 심장 흉터에서 축색 재생을 촉진시켜서 이러한 위험들을 줄여줄 수 있는 것으로 나타났다”고 밝히면서 이번 결과에 대하여 긍정적인 입장을 취했다. 척수의 기능을 회복시키는 펩타이드인 ISP가 심장의 비정상적 활성화를 차단할 수 있다는 아이디어는 처음에는 직관에 반대되는 것처럼 여겨졌다. 그러나 연구팀이 각각의 증상의 문제 원인을 세밀하게 고민했을 때에는 일리가 있는 것으로 나타났다. 척수 마비와 심장의 신경제거(denervation)는 모두 신경 재생의 실패라는 원인에서 발생하기 때문이다. 이들 신경 재생의 실패는 사고나 심장마비 이후의 충격에 의하여 흉터 조직에 프로테오글라이칸(proteoglycan)이라는 저해 물질이 발생하기 때문이다. ISP는 신경이 이 상처 분자를 무시하도록 만들어서 재생을 촉진시키는 역할을 하게 된다. 이번 연구 성과는 노력과 우연의 조합에서 이루어졌다고 한다. Habecker 박사는 1990년대 초부터 박사후 연구원으로 있으면서 프로테오글라이칸을 연구했다고 한다. 프로테오글라이칸은 흉터가 발생하는 동안에 신경을 둘러싸는 저해 분자이다. Habecker 박사는 프로테오글라이칸이 심장 마비 발생 이후에도 유사한 역할을 한다는 사실을 발견했다. 이후 Silver 박사가 이번 프로젝트에 Habecker 박사를 참여시켰다고 한다. Silver 박사는 “Habecker 박사와 그녀의 연구 결과를 논의했을 때에 나는 우리가 얼마나 유사한 연구를 하고 있는지 실감하고 의자에서 넘어질 뻔 했다. 나는 Haebecker 박사에게 ISP를 보내겠다고 이야기하자 그녀는 동물 모델에서 심장마비 연구에 시험해 보겠다고 밝혔다”고 설명했다. 이번 논문은 Silver 박사가 Haebecker 박사에게 충분한 양의 ISP를 제공하여 시험을 완료했음을 반영하고 있다. Haebecker 박사는 마우스에게 인공적으로 심장 마비를 발생시킨 후에 ISP, 생리 식염수, 대조 펩타이드를 투여했다고 한다. 2주 후에 ISP가 투여된 마우스들은 심장 마비가 발생한 좌심실의 교감 심장 신경 기능이 정상 수준으로 회복되었다고 한다. 더하여 ISP가 투여된 마우스들에게서는 부정맥 활성이 나타나지 않았다고 한다. 이와 달리 식염수나 대조 펩타이드가 투여된 마우스들에서는 심근 경색에 의하여 손상이 발생한 부위에 교감신경계 탈신경이 발생했으며, 그 결과로 부정맥이 유발되었다고 한다. Silver 박사는 “이번 논문에서 나의 역할을 단순히 물질 공급자에 지나지 않지만, 이번 연구는 내가 참여한 ISP 관련 성과 중에서도 매우 중요하다"고 말했다. Haebecker 박사의 연구팀은 동물에게서 ISP가 효과적임을 독립적인 평가를 통하여 제시하고 있다. 또한 이번에는 ISP가 심장 마비라는 완전히 다른 모델에서도 효과가 있음을 확인시켜주고 있다. 이러한 형태의 효과 재현은 매우 드물다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 심장마비 치료에도 큰 의미가 있다고 한다. 심장마비를 경험한 환자들의 7~10%는 6개월 이내에 부정맥으로 인하여 돌연사를 겪는 것으로 집계되고 있다. ISP는 이들 환자들의 부정맥을 예방하는데 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다. Haebecker 박사는 “우리가 Silver 박사의 연구팀과 협력하게 된 것은 정말로 행운이었다. 덕분에 우리는 심장마비 모델에 대한 시험을 실시할 수 있었다. ISP는 심장마비가 발생하고 며칠 후에 투여하더라도 신경지배를 완전히 회복시키고 부정맥 발생 위험을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다”고 밝혔다. 연구팀은 다음 단계로 보다 큰 동물을 대상으로 심장마비 발생 이후의 ISP의 효과를 시험한다고 한다. 또한 이들 시험에서는 최대 내약성 용량도 확인될 것이며, ISP의 독성 및 흉터 조직에 대한 침투도 시험되게 된다고 한다. 더하여 연구팀은 심장마비가 발생하고 수개월이나 수년 이후에 ISP를 투여했을 때에도 이득을 볼 수 있는지에 대해서도 시험을 희망하고 있다고 한다. Silver 박사는 “우리는 최종적으로 ISP를 임상시험하기를 희망하고 있다. 임상 시험은 미국 전역의 여러 센터에서 진행되어야 할 것”이라고 밝혔다. 그림설명: ISP가 투여 마우스들의 심장 마비 발생 이후의 교감 심장 신경 기능 회복 Journal Reference: R. T. Gardner, L. Wang, B. T. Lang, J. M. Cregg, C. L. Dunbar, W. R. Woodward, J. Silver, C. M. Ripplinger, B. A. Habecker. Targeting protein tyrosine phosphatase σ after myocardial infarction restores cardiac sympathetic innervation and prevents arrhythmias. Nature Communications, 2015; 6: 6235 DOI: 10.1038/ncomms7235 | |
