확장성 심근증, 기존 약물로 치료 가능성 제시

이재철 교수 연구팀, 원인 발견…새로운 표적물질 확인

확장성 심근병증의 발병원인이 심장이 늘어나면서 기능이 저하되는 것으로 밝혀지면서 현재 항암제로 시판 중인 일부 약물이 치료제로 활용될 수 있다고 제시됐다.

성균관대 이재철 교수 연구팀은 미국 스탠퍼드대와의 공동연구를 통해 확장성 심근병증 환자로부터 생성된 역분화 줄기세포를 이용해 발병원인을 규명하고 치료제 개발의 새로운 표적을 나타낸 연구결과를 18일 국제학술지 '네이처(Nature)' 에 발표했다.

심장근육의 이상으로 인한 확장성 심근병증(DCM)은 심실의 확장과 수축기능 장애가 동반된 증후군으로 국내의 경우 10만명 당 한 두명 꼴로 앓고 있지만 그동안 아직 정확한 발병원인은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 확장성 심근병증 가족으로부터 역분화줄기세포(유도만능줄기세포)를 얻고 이를 심근세포로 분화시켜 질환의 원인을 밝혔다. 유전자 가위 기술로 특정 단백질(LMNA) 유전자의 변이를 정상으로 교정하였을 때 분화된 심근세포의 핵막이 정상적으로 돌아오는 것을 관찰했으며 반대로 변이를 유발하였을 때 핵막의 이상이 나타나는 것을 확인했다.

또한 LMNA 유전자의 변이에 의한 핵막의 비정상적인 형태가 세포의 후성유전학적 변화를 일으키고 결과적으로 정상세포에서는 활성이 저해되어 있는 혈소판유래성장인자(PDGF)라는 특정 신호전달체계를 비정상적으로 활성화시키는 것을 확인했다. 

이는 LMNA 변이에 의한 확장성 심근병증 환자의 치료방법으로 PDGF 신호전달체계의 비정상적인 활성을 표적으로 제시한 것이다.

연구팀은, PDGF 신호전달체계는 일부 암세포에도 과활성화가 관찰돼 이를 표적으로 하는 PDGF 저해제(crenolanib, sunitinib)들이 FDA허가를 받아 시판되고 있어 심근질환에 적용할 수 있는 실마리를 찾아낸 것이라고 밝혔다. 기존 약물의 새로운 적응증을 발굴하는 '신약재창출'의 잠재성을 보여준 것이다.

이재철 교수는 “환자의 유전정보 등을 통하여 질환을 예측할 수 있는 정밀의학 시대를 맞아 이같은 예측체계를 실험적으로 검증할 수 있는 기술이 필요한 상황”이라고 말했다.

이어 “이번 연구는 환자 특이적인 역분화 줄기세포를 이용해 특정 질환을 실험실 수준에서 정밀하게 모형화 할 수 있음을 보여줬다. 정밀의학 시대에 역분화 줄기세포 및 유전자가위 기술을 통해 새로운 심장질환 치료제 개발 가능성을 나타낸 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 집단연구지원(의과학선도연구센터 및 개인기초연구사업의 지원으로 수행됐다.(논문명 : Activation of PDGF pathway links LMNA mutation to dilated cardiomyopathy)