의과대학 석경호·김종헌 교수, 뇌염증 단백질 C8-감마의 역할 규명

뇌염증 및 치매의 진단/치료를 위한 활용 기대경북대 의과대학 석경호, 김종헌 교수 연구팀이 치매 병리현상중 하나인 뇌염증에서 농도가 증가하는 생체단백질 C8-감마의 염증완화 기능을 규명했다고 밝혔다.치매의 주요 병리현상인 뇌염증은 뇌에 발생한 감염에 대응하거나 이물질을 제거하기 위한 세포반응으로, 주로 교세포의 활성에 의해 일어난다. 경미한 뇌염증은 회복되지만, 과도한 뇌염증은 비가역적인 뇌 손상을 일으켜 치매의 원인으로 작용하기도 한다.연구팀은 뇌염증이 동반되는 치매 동물모델이나 치매환자의 뇌에 C8-감마 단백질 농도가 정상군보다 높게 나타나는 것을 관찰했다. 뇌척수액과 혈액에서도 정상군보다 이 단백질의 농도가 증가해 있었다.이에 연구팀은 뇌염증 및 알츠하이머병 동물모델을 이용해 급성 뇌염증이 성상교세포를 자극해 C8-감마 발현을 유도한다는 것을 밝히고 이를 실제 알츠하이머 환자의 뇌조직에서 검증하였다.나아가 C8-감마가 S1P와 S1PR2(스핑고신-1-포스페이트 수용체2) 간의 상호결합을 경쟁적으로 저해함으로써 과도한 미세아교세포의 활성을 억제하는 기전을 밝혀냈다.치매환자에서 C8-감마 단백의 농도 증가는 진단을 위한 실마리가, 미세아교세포 활성 저해를 통한 염증완화라는 C8-감마의 역할은 치료제 개발 연구의 실마리가 될 수 있을 것으로 기대된다.C8-감마는 다른 조직에서는 C8-복합체 형태로 분비되지만 연구팀이 발견한 독립형 C8-감마는 뇌에서만 특이적으로 발현하여 진단 활용 가능성이 더욱 높고, 또한 생체단백질을 이용한다는 점에서 보다 안전한 치료법 개발의 실마리가 될 것이라는 설명이다.이번 연구성과는 뇌과학 분야 국제학술지 브레인(Brain)에 2020년 12월 31일자로 온라인 게재(표지논문) 되었다.

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석경호 교수팀, 뇌 속 교세포에서 당뇨·비만 치료 열쇠 발견

경북대 연구진이 당뇨병과 비만 치료를 위한 열쇠를 뇌의 시상하부에 존재하는 성상교세포*에서 찾았다.경북대 의과대학·뇌과학연구소 석경호 교수와 라흐만(Habibur Rahman) 박사 연구팀은 뇌 안에 존재하는 성상교세포가 유도하는 비정상적인 뇌염증반응 및 신경대사작용이 당뇨병과 비만을 일으키는 주범이라고 밝혔다. 이 연구결과는 세계 최고 과학기술전문지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF: 12.121) 온라인판에 11월 20일 게재됐다.현재까지 개발된 당뇨병 치료약물은 일부 효과를 보이고 있으나 근본적인 치료법에는 이르지 못하고 있다. 또한 여러 부작용도 보고되고 있어 보다 효능이 우수하고 안전한 치료법 개발이 절실히 필요한 상황이다.석 교수팀은 뇌 시상하부 내 만성염증이 당뇨병, 비만 등 여러 대사장애와 관련되어 있다는 사실에 주목했다. 성상교세포의 과활성에 따른 만성염증은 뇌 시상하부에서 내분비시스템의 기능 장애에 관여할 뿐만 아니라 비정상적인 음식 섭취 및 체내의 에너지 불균형을 일으켜 당뇨병 및 비만을 야기할 수 있다는 사실을 실험적으로 증명했다.비임상 동물 실험 결과, 당뇨병에서 나타나는 고혈당증에 의해 증가되는 성상교세포의 PDK2 단백질이 뇌 시상하부에서 신경염증을 일으키는 동시에 대사물질인 젖산*의 생성과 분비를 증가시켜 음식 섭취 행동을 조절하는 신경회로에 작용해 비정상적인 과다식이 행동을 유발한다는 사실을 확인했다.라흐만 박사는 “비임상 동물모델에서 뇌 시상하부 염증 발생과 관련해 성상교세포의 PDK2가 중요한 조절자로서 당뇨와 비만의 심각도를 증가시키는 것을 확인했다. 성상교세포에서 PDK2를 선택적으로 억제할 수 있는 약물 개발을 통해 당뇨·비만 환자에서 예방 및 치료에 큰 도움이 될 것”이라 기대감을 보였다.연구책임자 석경호 교수는 “이번 연구결과를 통해 뇌 시상하부 성상교세포에 의해 주도되는 뇌염증이 당뇨, 비만 등 대사질환의 궁극적 원인임을 밝혔다. 이 연구는 뇌의 성상교세포 대사가 결국 전반적인 신체대사를 통제하는 완전히 새로운 생리 및 병리기전을 제시한다.”라고 말했다.한편, 석 교수팀은 지난해 PDK2 억제제를 이용한 식욕 조절용 조성물 개발에 관한 특허를 출원해 주목을 받았으며, PDK2가 당뇨병성 통증, 신경병증성 통증의 원인임을 학계에 보고한 바 있다.*핵심어성상교세포(astrocyte): 뇌 안에 가장 많은 수의 분포를 가지는 세포로서, 별세포라 불리기도 하며, 뇌혈관과 신경세포사이에 주로 위치하여 혈액으로부터 다양한 물질을 제공받아 신경세포에 영양분을 공급하고 신경세포가 정상적으로 기능할 수 있도록 도와주는 뇌환경 유지 역할을 한다. 그러나, 병적인 상황에서 성상교세포는 과도한 활성을 나타내며 신경염증을 일으켜 오히려 신경세포에 해로운 영향을 주는 것으로도 알려져 있다.젖산(lactic acid): 해당 작용의 최종 단계에 생성되며, 이러한 해당 작용은 산소 공급이 적을 때 진행되며 젖산은 생체 내의 에너지 대사에 관련하는 중요한 생화학 물질이다.<왼쪽부터 석경호 교수, 라흐만(Habibur Rahman) 박사>

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의과대학 연구팀, 면역항암제의 효과를 획기적으로 높일 수 있는 방안 제시

경북대학교 의과대학 내분비대사내과 박근규, 최연경 교수 연구팀(공동 1저자, 변준규 박사, 박미향 박사과정)이 글루타민 대사 억제제를 면역항암제와 병용할 경우 T-림프구에 의한 암세포사멸을 크게 증가시킴을 발견하고, 암 대사 억제제와 면역항암제의 시너지 효과에 대한 기전을 규명했다.최근 면역항암제의 성공으로 항암 치료의 패러다임이 바뀌었지만 여전히 치료 반응률이 낮아, 면역항암제의 효과를 극대화시키기 위한 연구들이 많이 이뤄지고 있다. 반면, 암 대사 연구 기법의 발전으로 글루타민 대사를 제어하는 전략이 유망한 치료적 접근법으로 여겨졌지만 임상 진입에 한계가 있었다. 연구팀은 글루타민 대사 억제제가 면역결핍 마우스에서는 뚜렷한 항암효과가 있지만, 면역기능이 정상인 마우스에서는 그 효과가 상쇄된다는 점에 착안하여 글루타민 대사 억제가 면역세포의 항종양 면역 반응에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 연구 결과, 글루타민 대사를 억제하거나 글루타민 수송을 차단하였을 때 암세포의 PD-L1 발현이 상향 조절됨으로써 T-림프구의 항종양 면역 반응을 저해함을 밝혔으며, 암세포에서 글루타민 대사를 억제할 경우 SERCA 활성 저해와 calcium/NF-κB 경로 활성화 되어 면역회피 단백질인 PD-L1과 세포사멸 유발 단백질인 Fas/CD95 모두 상향 조절됨을 규명하였다.박근규 교수는 “이 연구는 다양한 종양 미세 환경에서 암세포가 대사적으로 적응하는 과정에서 항종양면역반응으로부터 회피하는 기전을 규명한 것에 의미가 있으며, 이번 연구 성과를 바탕으로 면역항암제와 암 대사 억제제의 병합치료 요법이 제한된 환자에서 적용되던 면역항암제의 사용범위를 확대할 수 있는 치료 전략이 될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다.이번 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단에서 추진하는 중견연구자지원사업과 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행되었으며, 생화학 및 분자생물학 분야의 세계적 권위지인 ‘Molecular Cell (impact factor, 15.584)’에 개재되었다.<왼쪽부터 박근규 교수, 최연경 교수, 변준규 박사, 박미향 박사과정>

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의학과 백문창 교수, 국가연구개발 우수성과 100선 선정

경북대 의학과 백문창 교수의 연구가 과학기술정보통신부의 ‘2020년 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정됐다.‘국가연구개발 우수성과 100선’은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대해 국민들의 이해와 관심을 제고하고 과학기술인들의 자긍심을 고취하고자 2006년부터 매년 선정해 오고 있다.올해는 각 부·처·청이 추천한 총 780건의 후보성과를 대상으로 산·학·연 전문가들로 구성된 우수성과 선정평가위원회에서 질적 우수성을 평가한 후 대국민 공개검증을 거쳐 최종 100건(6개 분야: 기계·소재 20건, 생명·해양 25건, 에너지·환경 17건, 정보·전자 19건, 융합 10건, 순수기초·인프라 9건)을 선정했다.백문창 교수는 ‘엑소좀 분비억제를 통한 새로운 개념의 신약 개발 기술’ 연구로, 융합 분야 우수성과에 선정됐다. 백 교수는 경북대 엑소좀융합사업단을 이끌며, 암세포에서 유래된 엑소좀의 생성 및 분비기전을 규명해 새로운 개념의 항암제를 개발했다.백 교수는 “이번 연구는 현재 국내기업에 기술이전이 완료된 상태로, 기존 항암제의 대안이 될 수 있는 항암신약을 곧 선보일 수 있을 것으로 기대된다. 특히 경북대 의학과뿐만 아니라 전자공학, 약학, 수학 등 다양한 분야의 교수들이 참여한 연구결과로, 대학의 융합 연구가 새로운 패러다임을 만들어 낼 수 있음을 보여준 성과라 생각한다.”라고 밝혔다.

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경북대 의대 탁원영·이병헌 교수, 대한민국의학한림원 정회원 선출

경북대 의과대학 탁원영, 이병헌 교수가 의학 분야 최고 권위의 ‘대한민국의학한림원’ 정회원에 선출됐다.대한민국 의학한림원은 한국의 의학 및 국민 건강 향상에 이바지함을 목적으로, 기초 및 임상 분야를 포함한 의학 분야에서 현저한 업적이 있는 의학자들을 회원으로 선출하고 있는 국내 보건의료분야 최고 권위의 석학 단체다. 정회원이 되기 위해서는 의학 및 의학 관련 분야에서 학술 연구 경력이 20년 이상이고, 동 분야의 학술적 발전에 현저한 업적을 가진 자를 대상으로 엄격한 심사를 거쳐 선출한다.탁원영 교수는 바이러스성 간염 및 간세포암종 치료 분야 석학으로, 우리나라 대표 간질환 전문의다. 그 중에서도 1999년부터 도입된 간암고주파 열치료술은 세계적인 수준으로 국내외의 인정을 받고 있다. 관련 분야에서 190편이 넘는 논문을 발표했으며, 이 중 SCI 등재 학술지에 게재된 논문도 100편이 넘는다. 특히 간세포암종 글로벌 임상시험연구는 국내 최고의 권위자로서, 2008년부터 전 세계 연구자 68명을 대표한 책임연구자로 간세포암종 치료제 개발을 위한 글로벌 임상시험연구를 수행했으며, 연구결과를 세계적 암학술지인 ‘임상암연구지(Clinical Cancer Research)’에 발표하기도 했다.이병헌 교수는 종양생물학 및 기초의학 분야 의사과학자로, 관련 분야에서 100여편의 SCI 논문과 40여건의 국내외 특허 및 기술이전 실적을 갖고 있다. 이 교수는 암세포를 선택적으로 표적하는 펩타이드를 발굴해 암 치료효과를 높이면서 정상조직에 대한 부작용을 줄이는 연구를 진행하고 있다. 2014년부터는 과학기술정보통신부에서 지정한 의과학분야 선도우수연구센터(MRC)의 센터장을 맡아 대학의 암 분야 연구 활성화에 앞장서고 있다.<왼쪽부터 탁원영 교수, 이병헌 교수>

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