동아대 윤진호 교수팀, 난치성질병 새 치료전략 제시… ‘미토파지 기전 연구’

신경세포 미토파지 촉진·생존 필수 핵심유전자 발굴

동아대학교(총장 이해우) 의과대학 윤진호 교수 연구팀이 신경세포의 생존과 미토콘드리아 기능을 조절하는 새로운 핵심유전자를 발굴했다.

윤 교수팀의 연구결과는 ‘Experimental & Molecular Medicine(Impact Factor 12.8)’에 온라인 게재됐다. 이 학술지는 의학연구 분야 상위 5.1%에 해당되는 권위지로 우리나라에서 발행되는 과학저널 중 최고 인용지수를 갖고 있다.

이번 논문 ‘The Mst1/2-BNIP3 axis is required for mitophagy induction and neuronal viability under mitochondrial stress(미토콘드리아 스트레스 조건으로 미토파지 유도와 신경 생존을 위한 Mst1/2-BNIP3 경로의 필수적 역할)’은 윤 교수가 교신저자로, 정대진 박사과정생·엄지현 연구교수·김영연 연구교수가 공동 제1저자로 이름을 올렸다.

미토파지 기전 연구성과를 세계적 학술지 Experimental Molecular Medicine에 게재한 연구진. (왼쪽부터 윤진호 교수, 정대진 박사과정생, 엄지현 연구교수, 김영연 연구교수)

윤 교수팀은 이번 연구에서 ‘히포(Hippo) 신호전달경로’의 핵심 인산화효소인 ‘Mst1’과 ‘Mst2’가 미토콘드리아 스트레스 조건에서 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 기전인 미토파지를 활성화하는 데 필수적인 역할을 한다는 것을 최초로 규명했다.

지금까지는 ‘Mst1’과 ‘Mst2’가 히포 신호전달경로의 조직크기 조절 및 재생 등 조절기능에 중요한 역할을 한다고 알려져 있었다.

윤 교수팀은 다양한 미토콘드리아 스트레스 조건에서 ‘Mst1’과 ‘Mst2’의 인산화효소 기능이 활성화되며 히포 신호전달경로 및 미토파지 활성화 경로로 잘 알려진 ‘PINK1-Parkin’ 경로들과는 독립적으로 미토파지를 유도한다는 것을 밝혔다.

또 ‘Mst1’과 ‘Mst2’가 미토콘드리아 수용체로 작용하는 ‘BNIP3’의 안정성을 조절해 미토파지를 유도한다는 분자기전도 규명했다.

그뿐만 아니라 이러한 Mst1/2의 기능이 특별히 스트레스에 대한 신경세포의 생존에 중요하다는 것을 인체 신경세포주 및 초파리 모델을 통해 확인했다.

연구에 따르면 신경독소에 의해 발생하는 파킨슨병 마우스모델에서 ‘Mst1’의 발현을 증가시키면 미토콘드리아 기능 감소, 도파민 신경세포 사멸 및 행동학적 이상 등이 개선된다는 것도 확인해 치료적 이용 가능성도 제시하는 성과를 거뒀다.

윤 교수는 이번 연구에 대해 “여러 다양한 신호경로가 매우 정교하게 미토파지를 조절하고 있다는 것을 이해하게 됐으며 미토파지 조절이 파킨슨병과 같은 난치성 질병의 새로운 치료전략이 될 수 있음을 제시한 것이 큰 의미를 갖는다”고 설명했다.

그는 이어 “여러 도움 때문에 연구가 가능했고 실제로 환자에게 도움이 될 수 있는 연구를 하도록 힘을 쏟아붓겠다”고 말했다.

윤 교수 연구팀은 미토파지 연구 분야 국내 선도그룹으로 미토파지 분자기전 규명과 미토파지 촉진물질을 활용해 신경퇴행성 질병을 비롯한 난치성 인체질병 치료제를 개발하는 연구에 집중하고 있다.

영남취재본부 김용우 기자 kimpro7777@asiae.co.kr