분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-03-08 08:50:46 , Hit : 2760
 자가면역질환을 일으키는 소금

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013030131&service_code=03

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-03-08      
          
최근 수십 년 동안 선진국에서는 다발성경화나 1형당뇨와 같은 자가면역질환의 발병률이 급격히 증가하고 있다. 오늘 Nature에 발표된 3건의 논문에서, 과학자들은 자가면역질환을 초래하는 새로운 분자경로를 밝히고(참고논문 1), 자가면역질환을 일으키는 주범 중의 하나로 - 바로 우리의 식탁 위에 버티고 있는 - 소금을 지목했다(참고논문 2, 3).

인체가 건강을 유지하기 위해서는 면역력이 균형을 이루는 것이 중요하다. 면역력이 너무 약하면 인체가 감염에 굴복하게 되며, 너무 강하면 인간의 면역세포가 자신의 건강한 조직을 공격하게 되는데, 후자의 경우를 자가면역(autoimmunity)이라 한다. 일부 자가면역질환은 T세포의 일종인 TH17 세포가 과잉생산되어 발생하는데, TH17 세포는 염증성 단백질인 인터루킨 17(interleukin-17)을 생성하는 면역세포이다.

그러나 인체로 하여금 TH17 세포를 과잉생산하게 하는 분자 스위치는 지금껏 밝혀지지 않았는데, 그 이유는 - 부분적으로 - 실험실에서 미성숙 면역세포(naive immune cells)를 활성화시키는 방법이 미숙하여, 활성화 과정에 있는 면역세포가 손상되거나 변형되기 때문이다. 이에 새로운 연구 방법론을 찾아 동분서주하던 과학자들은 하버드 대학교의 종신교수인 박 홍근 교수(화학)가 "실리콘 나노와이어를 이용하여 단일 유전자를 무장해제시키는 방법을 개발했다"는 소식을 듣고, 즉시 박 교수와 접촉하는 동시에 MIT의 아비브 레게브 박사(생물학)까지 영입하여 연구팀을 꾸렸다.

① 박 교수는 지난해에 "실리콘 나노와이어를 이용하면 면역세포의 기능에 영향을 미치지 않으면서 면역세포의 유전자를 조작할 수 있다"는 내용의 논문을 발표한 바 있다(참고논문 4). 오늘 Nature에 발표된 첫 번째 논문에서(참고논문 1), 레게브 박사가 이끄는 연구진은 박 교수의 방법론을 이용하여 「TH17 세포를 제어하는 기능적 모델」을 구축하는데 성공했다. "박 교수의 방법론이 개발되지 않았더라면 우리는 그저 어둠 속에서 헤맬 수밖에 없었을 것"이라고 레게브 박사는 술회했다.

② Nature에 실린 두 번째 논문에서(참고논문 2), 레게브 박사와 제휴한 연구진은 72시간에 걸쳐 면역세포의 생성과정을 관찰한 결과를 제시하였다. 이 연구의 핵심은 단연, TH17 세포의 새로운 신호전달단백질인 SGK1(serum glucocorticoid kinase 1)이다. (SGK1은 지금껏 다른 종류의 세포에서 소금의 농도를 조절하는 것으로 알려져 있었다.) 연구진은 마우스의 세포를 이용한 실험실 연구에서, "고농도의 염분에서 배양된 마우스의 세포는 정상 조건에서 배양된 마우스의 세포에 비해 더 많은 SGK1 단백질을 발현하고 보다 많은 TH17 세포를 생성한다"는 사실을 밝혀냈다. "우리가 소금의 농도를 서서히 높일수록, TH17 세포의 생성량은 기하급수적으로 증가하는 것으로 밝혀졌다"고 이 연구의 공동저자인 브리검 여성병원의 비제이 쿠치루 박사(면역학)는 말했다.

③ Nature에 실린 세 번째 연구는 인간과 마우스의 세포를 대상으로 한 실험을 통해 두 번째 연구의 결과를 재확인했다(참고논문 3). "우리의 연구는 참 쉬웠다. 그저 소금의 농도만 높이면 되었기 때문"이라고 세 번째 연구를 주도한 예일 대학교의 베이비드 해플러 박사(신경과학)는 말했다

그러나 이상과 같은 실험실 연구결과만 갖고서, "소금이 자가면역질환의 발병과정에 영향을 미친다"고 주장할 수는 없는 법이다. 쿠치루 박사와 해플러 박사가 이끄는 연구진은 각각 다발성경화(MS)에 걸린 마우스를 대상으로 한 동물실험에서, "염분함량이 높은 먹이를 먹으면 MS의 진행이 가속화된다"는 결과를 얻었다. "이번에 발표된 3건의 연구결과를 종합하면, `소금이 자가면역질환을 촉발하는 환경요인의 하나`라는 흥미로운 가설이 성립된다"고 쿠치루 박사는 말했다.

이번 연구들의 결과는 자가면역질환의 약물표적을 제공할 수 있을 것으로 보인다. 그러나 오셔 박사는 "TH17 세포가 모든 자가면역질환을 일으키는 공통의 발병요인인지 여부가 불투명하다"고 말하며 제동을 걸고 나섰다. "우리는 자가면역질환이라고 할 때, 그것이 하나의 동질적인 질환이라고 착각하기 쉽다. 그러나 자가면역질환은 단일질환이 아니라 이질적인 질환으로 이루어진 질병군(群)이다. 예컨대 건선을 치료하는 약물로 류마티스관절염을 치료할 수는 없다"고 그는 덧붙였다.

쿠치루 박사를 비롯한 다른 과학자들은 이번 연구결과를 인간에게 섣불리 적용할 수 없다고 조심스레 말하면서도, 저염식(low-salt diet)의 필요성을 인정하고 있다. "나는 의사로서 매우 신중한 자세를 견지할 수밖에 없다. 누군가 나에게 `환자들에게 저염식을 권해야 하느냐`고 묻는다면, 나는 `예`라고 대답하고 싶다. 사실, 많은 사람들이 이미 건강을 위해 저염식을 생활화하고 있지 않은가?"라고 해플러 박사는 말했다. 많은 과학자들이 이번 연구결과에 관심을 표명하고 있다. "연구진들은 실험실 연구에서 매우 명확한 결론을 얻었다"고 미 국립 관절염 근골격질환 피부질환 학내연구 프로그램(National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases Intramural Research Program)의 과학담당 책임자인 존 오셔 박사는 논평했다. 그러나 일부 전문가들은 "다양한 세포와 환경요인들이 자가면역질환의 발병에 관여한다"는 점을 지적하며, 다소 유보적인 입장을 보이고 있다.

※ 참고논문:
1. Yosef, N. et al. Nature Advance online publication, ttp://dx.doi.org/10.1038/nature11981 (2013).
2. Wu, C. et al. Nature Advance online publication, http://dx.doi.org/10.1038/nature11984 (2013).
3. Kleinewietfeld, M. et al. Nature Advance online publication, http://dx.doi.org/10.1038/nature11868 (2013).
4. Shalek, A. K. et al. Nano Lett. 12, 6498?6504 (2012).

http://www.nature.com/news/salt-linked-to-autoimmune-diseases-1.12555
자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다.  







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