말초동맥질환 치료에 걸림돌이 되는 신생내막 증식증 관련 유전자 'PCK2'가 국내 연구진에 의해 발견했다.
가천대 길병원 혈관외과 고대식 교수는 말초동맥질환 치료 후 회복에 걸림돌이 되는 혈관 막힘의 주요 원인인 신생내막 증식증 억제를 위한 유전자 'PCK2'를 유전자 데이터베이스와 마우스 및 세포증식 실험을 통해 발굴하고 검증했다.
말초동맥질환은 생활습관 교정, 운동요법, 약물 치료 등으로 호전되지 않으면 혈관재개통을 위해 경피적 혈관 중재 시술(Percutaneous Transluminal Angioplasty)이나 수술적 우회로술(Surgical Bypass)을 시행하게 된다. 하지만 치료가 성공했더라도 일정 시간이 경과하면 새로운 세포들이 자라나는 신생내막 증식증으로 인해 치료 부위가 좁아지거나 다시 막히게 된다.
고 교수는 "말초혈관 질환 환자를 치료하면서 개존율 개선의 필요성을 느꼈고 이를 위해 유전체 빅데이터를 분석, 세포, 동물실험 기반 검증, 환자대상 검증까지 아우르는 융합연구를 진행했다"며 "이번 논문의 바탕이 된 연구를 시작으로 해당 결과가 실제 임상까지 적용될 수 있도록 관련 연구를 지속할 것"이라고 말했다.
연구팀은 낮은 개존율 극복을 위해 기존 '혈관 평활근 세포 증식'에 초점이 맞춰진 연구에서 벗어나 새로운 접근방법을 시도했다. 기존 '가설 기반 접근법'이 아닌 '가설 없는 접근법'을 통해 새로운 중요 유전자 발굴에 나선 것이다.
이를 위해 연구팀은 말초혈관 죽상반의 유전체 발현 정보(mRNA expression)를 담고 있는 4개의 방대한 데이터베이스를 생물정보학 기법을 이용해 분석했다. 다양한 분석 과정 중 'PCK2(Phosphoenolpyruvate carboxykinase 2)'라는 후보 유전자를 발굴하는데 성공했다. 이후 실험용 마우스를 이용한 세포증식 실험을 통해서 유전자의 기능을 검증했다.
나아가 연구진은 'PCK2'가 '혈관평활근 세포 증식'에 관여하는 신호전달 기전(Akt2,3/Fox1,3/PCK2)도 규명했다. 이는 'PCK2'를 인위적으로 발현을 증가시키거나 억제한 후 'RNA sequencing'을 통해 이뤄졌다.
고 교수는 "PCK2를 유전적으로 발현이 억제된 마우스의 대퇴동맥에서 와이어 손상(wire injury)을 줬을 때 유의미하게 혈관평활근 세포 증식이 억제됨을 확인했다"며 "신생내막 증식증 치료에 PCK2 억제 치료의 가능성을 알아볼 수 있었다"고 말했다.
이번 연구는 최근 'International Journal of Biological Science'에 게재됐다.
장종호 기자 bellho@sportschosun.com
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