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[ 왼쪽부터 김재찬 교수, 김경우 연구원 ]
최근 국내 의료 연구진이 난치성 각막질환에 대한 새로운 치료법을 제시해 관심을 모으고 있다.
중앙대학교병원(원장 김성덕) 안과 김재찬 교수팀(박수현, 이수진 연구원)과 김경우 연구원(주저자, 박사과정)은 ‘리보핵산분해효소5(ribonuclease5, 이하 RNase 5)’를 이용한 난치성 각막 내피 질환의 새로운 재생 의학적 치료 기술에 대한 연구 논문을 최근 세계적 과학저널인 네이처(Nature) 자매지에 발표했다.
우리 눈에 있어 각막은 창문과 같이 빛을 받아들이는 역할을 하는 안구의 유일한 투명 조직으로, 그 중 각막의 가장 안쪽에 위치하는 각막 내피세포는 각막의 투명도를 유지하여 시력을 보존하는 중추적인 역할을 하는데, 외상, 수술, 선천 질환 및 면역 염증 등으로 인해 각막 내피 조직이 심하게 손상되면, 실명으로 이어질 수 있다.
그런데, 각막 내피세포는 다른 조직이나 세포들과 달리 생체 내에서 자가 증식력이 거의 없어 각막 내피 질환 환자들은 약물 치료로 쉽게 회복하지 못하고 전 세계적으로 각막 이식 수술에 의존하고 있는 실정이다.
이런 가운데, 중앙대병원 안과 김재찬 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’ 단백이 인체 각막 내피세포 내에서 정상적으로 존재하는 반면에 각막 내피 질환 환자에서는 현저히 부족하다는 사실을 확인하고, 이 결과를 바탕으로 인체 각막 내피세포에 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’를 투여한 결과 각막 내피세포의 생존 정도가 향상된 것을 확인했다.
나아가 연구팀은 투여한 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’가 세포의 핵 속으로 들어가 ‘포스파티딜이노시톨 3-인산화효소(PI3-kinase)/단백질인산화효소 B(Akt)’ 경로 활성화를 거쳐 ‘세포 주기 조절 억제인자(p27Kip1)’의 인산화, 사이클린D1/D3(cyclin D1/D3) 및 사이클린 E(cyclin E)의 발현 증가를 통해 각막 내피세포를 궁극적으로 증식시킬 수 있다는 사실을 규명하였다.
또한, 연구팀은 동물 실험을 통하여 각막 내피 손상 토끼 모델에서 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’를 안약으로 투여하여 각막 내피의 창상 치유를 촉진시키는데도 성공하였다.
이번 연구 결과는 무엇보다도 세포 주기 진행이 정지되어 있어 증식을 거의 하지 않는 각막 내피세포를 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’ 단백을 이용하여 증식시킴으로써 각막 내피 질환의 새로운 재생 의학 치료의 메커니즘과 적용 가능성을 처음으로 보여주었다는데 의의가 있다.
중앙대병원 안과 김재찬 교수는 “이번 연구를 통해 각막 기증자 수가 여전히 부족하고 거부 반응의 위험이 있는 기존 치료법인 각막 이식 수술의 단점을 극복할 수 있는 가능성을 제시하였으며, 각막 내피 질환의 비수술적 치료제 개발에 있어 본 연구가 초석이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말하며, “향후 지속적인 연구를 통해 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’을 이용한 본 치료법의 현실화 및 실용화에 앞장설 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구 논문은 본 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업 지원을 받아 수행되었으며, 세계적인 과학 저널인 ‘네이처(Nature)’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8월 16일자 온라인판에 게재됐다.
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