수만 개 세포 하나씩 들여다보는 신기술로  

만성신장질환의 새로운 치료 가능성 제시 

- 지스트-펜실베니아대학-바르셀로나 과학기술대학과의 국제공동연구 통해 신장발달과 만성신장질환의 핵심 세포종류와 조절인자 발굴

- 특정 세포종류에만 특이적으로 효과 있는 약물 개발 가능성 확인

- 저명한 국제학술지 셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)에 게재 

 

□ 지스트(광주과학기술원, 총장 김기선) 생명과학부 박지환 교수팀이 미국 펜실베니아대학, 스페인 바르셀로나 과학기술대학과의 국제공동연구를 통해 정상 신장발달 및 만성신장질환으로 발전하는 과정에서 중요한 역할을 하는 핵심 조절인자를 발굴하여 만성신장질환의 새로운 치료 가능성을 제시하였다.

∘ 연구팀은 최신 단일세포 분석 기술*을 통해 우리 몸에서 가장 복잡한 세포종류로 구성된 장기중의 하나인 신장을 개별 세포수준에서 분석한 결과, 만성신장질환 발전과정에서 중요한 세포종류를 밝혀내고 이 세포의 분화와 대사조절에 중추 역할을 하는 에스트로겐 관련 수용체(Estrogen Related Receptor Alpha, ESRRA)를 발굴하였다.

* 단일세포 분석 기술: 한 번의 실험으로 수 만개의 개별 세포내에서 발현하고 있는 모든 유전자의 발현을 분석할 수 있는 기술로 최근 생물학 및 의생명 분야에서 가장 중요한 차세대 기술 중의 하나로 평가받고 있다.

□ 만성신장질환은 당뇨, 고혈압에 흔히 수반되는 질환으로 전 세계적으로 환자수가 약 8억 명이 될 정도로 급증하고 있는 추세이다. 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.

□ 연구팀은 사람의 만성신장질환이 유도된 동물모델, 신장 장기유사체 (오가노이드)*에 대한 단일세포 분석을 통해 만성신장질환에서는 잘못 분화된 신장 내 근위 세뇨관 상피세포가 다수 존재하며, 이들의 지질대사 과정에도 문제가 생긴 것을 밝혀냈다.

* 신장 장기유사체: 인간의 유도만능줄기세포를 배양하여 만든 신장 특이적 세포집합체로, 실제 신장과 유사한 모델로 활용 가능하다.

∘ 이러한 근위 세뇨관 상피세포의 분화와 지질대사를 조절하는 핵심 조절인자가 에스트로겐 관련 수용체(ESRRA)이며, 이 유전자를 억제하거나 과발현 시킴으로써 만성신장질환을 제어할 수 있다는 것을 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 확인하였다”고 말했다.

□ 지스트 박지환 교수(제1저자 및 교신저자)가 참여한 본 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업과 기초연구실 등의 지원을 받아 수행하였으며, 관련 논문은 대사 분야 국제학술지 셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)에 2021년 1월 5일자 인쇄본으로 게재되었다. <끝>