‘건성 황반퇴행질환’ 치료제 개발 ‘첫 단추 끼웠다’

KAIST 김진우교수팀, 노인성 망막퇴행질환 원인 규명

‘건성 황반퇴행질환’ 질환의 원인이 되는 노인성 망막색소상피세포의 퇴행에 대한 분자적 기전이 밝혀져, 앞으로 이 분야 치료제 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

KAIST 생명과학과 김진우 교수팀[사진]이 미국 및 캐나다 연구팀과의 공동으로 ‘노인성 망막퇴행질환’의 원인을 규명해냈다.

김 교수팀은 연구를 통해 그 동안 종양억제 유전자로 널리 알려져 있던 ‘PTEN 단백질’이 안구 내 망막색소상피세포 사이의 결합을 유지시켜 망막조직의 형태 및 항상성 유지에 중요한 역할을 함으로써 망막퇴행질환을 억제한다는 사실을 생쥐 실험을 통해 증명했다.

우리 인간을 포함한 동물의 안구 내에는 멜라닌 색소를 다량 함유하고 있는 망막색소상피세포층이 망막을 덮고 있는데, 이 층의 세포들은 강한 세포 간 접합체로 연결돼 안구 내에서 혈관과 망막 사이의 장벽을 제공해 준다.

그러나 장기간 흡연이나 망막이 강한 빛에 장시간 노출되는 등의 스트레스 상황에서는 망막색소상피세포층이 점차 파괴되고, 그 결과 이 세포층에 생긴 틈으로 망막 외부 모세혈관에 있던 백혈구 세포들이 망막으로 침투하면서 망막세포에 염증반응을 일으켜 망막퇴행을 유발한다.

이러한 현상은 많은 망막퇴행질환들에서 관찰이 되는데, 특히 노령 인구에서 높은 빈도로 일어나는 노인성 황반퇴행질환(Age-related macular degeneration)에서 빈번하게 나타나는 현상으로 잘 알려져 있다.

김 교수팀은 망막색소상피세포 간 접합부에 집중되어 나타나는 ‘PTEN 단백질’의 기능을 검증하기 위해 ‘PTEN 유전자’를 인위적으로 생쥐의 망막색소상피세포에서 제거했고, 그 결과 이 생쥐들에서 노인성 황반퇴행 현상을 관찰할 수 있었다.

연구팀은 더 나아가 기존 노인성 황반퇴행질환 생쥐의 망막색소상피세포에서 인산화에 의한 불활성화를 통해 ‘PTEN 단백질’이 세포 간 접합체에서 이탈된다는 사실까지 밝힘으로써, ‘PTEN 단백질’이 망막색소상피세포의 구조 유지를 통해 망막퇴행을 억제하는 핵심 단백질이라는 사실을 규명해 냈다.

노인성 황반퇴행질환은 미국 내에만 2006년 통계로 100만 명 이상의 환자가 보고된 바 있고, 국내에서도 최근 급격한 노령화에 따라 환자 수가 급증하고 있는 노인성 망막퇴행질환으로 시력 상실로도 이어질 수 있는 심각한 신경 질환이다.

심각한 병증과 많은 환자 수에도 불구하고, 그 동안 건성 황반퇴행질환 치료제 개발이 진척을 보이지 못한 이유 중의 하나는 이 질환이 시작되는 망막색소상피세포의 퇴행에 대한 분자적 기전이 정확히 알려지지 않아 치료제의 타깃이 될 세포 내 현상 및 단백질들을 설정하는데 어려움이 있었기 때문이다.

이번 논문의 교신 저자인 김 교수는 “이번 논문을 통해 알려진 망막색소상피세포 퇴행 억제 핵심 단백질인 PTEN과 그 영향을 받는 하부 신호전달체계의 정체는 향후 노인성 황반퇴행질환의 치료제 개발을 위한 타겟을 설정하는데도 유용한 정보로 사용될 수 있다”고 말했다.

한편 김 교수팀의 이번 연구는 교육과학기술부가 지원하는 바이오기술개발사업의 일환으로 수행되었고, 연구 결과는 세계적인 저명학술지인 ‘유전자와 발생(Genes & Development)’ 11월 15일판에 게재됐다.