만성신장질환 '조절인자' 발굴.. 세포를 치료한다

만성신장질환의 핵심 세포종류와 조절인자 발굴
특정 세포종류에만 특이적으로 효과 있는 약물 개발 가능성 확인

인간 만성신장질환을 유도한 동물모델의 신장에 대한 단일세포 분석(그림 A) 및 인간신장 장기유사체에 대한 단일세포 분석(그림 B) 결과

[아시아경제 황준호 기자] 우리 몸에서 가장 복잡한 세포 종류로 구성된 신장을 개별 세포 수준에서 분석해 신장 발달과 만성신장질환 발전에 핵심적인 역할을 하는 조절인자를 발굴한 연구 결과가 나왔다. 연구진은 이를 통해 만성신장질환의 새로운 치료 가능성을 제시했다. 광주과학기술원의 박지환 생명과학부 교수의 연구팀은 미국 펜실베니아대학, 스페인 바르셀로나 과학기술대학과의 국제공동연구를 진행해 이같은 내용의 연구 결과를 국제 학술지인 셀 메타볼리즘에 최근 실었다고 5일 밝혔다.

연구팀은 최신 단일세포 분석 기술을 통해 만성신장질환 발전과정에서 중요한 세포의 종류를 밝혀내고, 이 세포의 분화와 대사조절에 중추 역할을 하는 에스트로겐 관련 수용체(ESRRA)를 발굴했다. 단일세포 분석 기술은 한 번의 실험으로 수 만개의 개별 세포내에서 발현하고 있는 모든 유전자의 발현을 분석할 수 있는 기술이다.

연구팀은 사람의 만성신장질환이 유도된 동물모델, 신장 장기유사체(오가노이드)에 대한 단일세포 분석을 통해 만성신장질환에서는 잘못 분화된 신장 내 근위 세뇨관 상피세포가 다수 존재한다는 것을 관찰했다. 또 이들의 지질대사 과정에도 문제가 생긴 것을 밝혀냈다. 또 이러한 근위 세뇨관 상피세포의 분화와 지질대사를 조절하는 핵심 조절인자가 ESRRA이며, 이 유전자를 억제하거나 과발현 시킴으로써 만성신장질환을 제어할 수 있다는 것도 확인했다.

박지환 교수는 "이번 연구는 단일세포 분석기술, 신장 장기유사체 등의 최신 기술을 접목함으로써 만성신장질환의 핵심 세포종류와 조절인자를 밝혀냈다는데 가장 큰 의의가 있다"면서 "향후 유전자 발현 조절을 통해 특정 세포종류에만 특이적으로 효과가 있는 약물 개발의 가능성을 확인했다"고 말했다.

한편 만성신장질환은 당뇨, 고혈압에 흔히 수반되는 질환이다. 세계적으로 환자수가 약 8억 명이 될 정도로 급증하고 있는 추세인 질병이다. 특히 말기 신장질환으로 발전하면 투석과 신장이식 외에는 치료법이 없어 환자와 가족들에게 큰 고통이 따르며 사회경제적 질병부담비용도 크다. 일단 만성신장질환이 진행되기 시작하면 이를 멈추거나 회복할 수 있는 치료제가 아직 없어 새로운 치료제의 개발이 시급하다.

일세포의 유전자 발현 및 DNA구조의 통합 분석을 통해 만성신장질환의 핵심인자인 ESRRA 유전자를 찾은 결과(그림 A)와 ESRRA의 효과를 91명의 대규모 인간 코호트 데이터에서 확인한 결과(그림 B)

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr