제목 | 혈관신생 지휘하는 전사인자 단백질 발견 | ||
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보도일 | 2017-08-29 12:00 | 조회 | 6949 |
연구단명 |
혈관 연구단 |
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보도자료 |
170829_[IBS_보도자료]_혈관 신생 지휘 전사인자 단백질 발견(혈관 연구단, JCI).hwp
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첨부 |
그림 및 사진_혈관 연구단, JCI.zip
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혈관신생 지휘하는 전사인자 단백질 발견- 혈관 생성하는 세포활동 조절… 암, 당뇨 망막병 치료 활용 기대 - 우리 몸 세포는 혈관을 통해 산소와 영양을 공급받는다. 체내 구석구석 퍼져있는 미세혈관 덕에 생명이 유지된다. 기존 혈관에서 새로 혈관이 발생하는 것을'혈관신생'이라 하는데 상처가 치유될 때, 여성의 배란기 등 특수한 상황에서 일어난다. 혈관의 비정상적인 생성은 암이나 노인성 황반변성, 염증성 질환의 원인 또는 결과로 발생한다. 혈관신생은 혈관내피세포(Vascular Endothelial cells)의 이동, 증식, 혈관장벽 형성의 복잡한 과정을 거치며 여러 단백질과 유전자가 관여한다. 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 혈관 연구단(단장 고규영) 연구진은 혈관신생을 위한 세포활동을 지휘하는 단백질을 발견했다. 연구진은 YAP/TAZ 전사인자1)가 혈관발아부터 혈관장벽을 만드는 세포활동 과정을 관할하고 조절함을 동물실험을 통해 밝혔다. 혈관 관련 질병을 치료하는데 혈관신생의 핵심역할을 하는 YAP/TAZ 전사인자가 주요 표적이 될 것으로 기대를 모은다. 전사인자는 DNA의 유전정보를 활성화하거나 억제하는 조절 단백질을 말한다. 혈관이 새로 형성될 때, 세포 간 신호전달이나 상호작용은 기존에 많은 연구들이 축적되어 왔다. 이에 비해 전사 단계의 연구는 상대적으로 적은 편이었으나 최근 들어 혈관신생 단계에서 어떻게 유전자가 조절되고 세포활동에 영향을 주는지 활발히 연구되고 있다. 혈관신생은 크게 2단계를 거친다. 먼저, 혈관내피세포가 혈관내피세포성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)의 자극을 받아 사상위족(Filopodia)3)을 만들고 끝세포(Tip cell)로 분화한다. 끝세포의 주변세포는 대세포(Stalk cell)로 분화해 혈관 성장을 돕는다. 이렇게 만들어진 혈관은 혈관주변세포를 끌어 들이고 혈관내피세포와 혈관주변세포가 혈관벽의 일부인 혈관 기저막을 형성하면서 혈관이 성숙된다. 이 과정에서 세포골격이 변화․성장하고 주변세포를 모으기 위해 물질분비 등 다양한 세포활동을 동반된다(그림 2 참고). 혈관 연구단의 김유형 연구원(KAIST 박사과정생)과 김종신 연구위원은 세포 활동의 필수 전사인자인 YAP/TAZ에 주목했다. YAP/TAZ 전사인자는 히포 신호전달 회로의 주요 조절자로 상피세포(동물의 몸이나 내장기관의 표면을 덮고 있는 세포)의 분화, 분열, 이동을 조절하여 각 장기(Organ)의 발생과 크기를 결정한다. 연구진은 YAP/TAZ 전사인자 기능이 전체 혈관의 성장과 모양을 결정할 것으로 예상하고 실험을 설계했다. 연구진은 생후 2~3일 된 생쥐의 YAP/TAZ 전사인자 발현을 억제한 실험군을 만들었다. 실험군의 망막과 뇌 혈관의 변화를 관찰한 결과 비정상적인 혈관발아, 혈관내피세포의 성장저하, 혈관 기저막의 형성저하를 확인할 수 있었다. YAP/TAZ 전사인자의 발현이 억제되자 사족 형성에 관여하는 단백질과 혈관내피세포의 경계를 만드는 단백질(junctional protein)을 조절하는데 문제가 생겼다. 이로 인해 끝세포가 꽈리 모양으로 변하고 사족이 제대로 만들어지지 않고, 혈관장벽 형성이 어려워 뇌출혈도 발생했다. 이번 실험으로 연구진은 YAP/TAZ 전사인자가 사족을 발달시키는 Cdc42와 MLC2 단백질을 활성화해 세포골격을 조절함을 밝혔다. 또한 세포 대사활동의 전사인자인 MYC 발현을 단백질 수준에서 조절해 혈관발아, 세포성장, 기저막 형성에 관여함을 관찰했다. 연구를 이끈 고규영 단장은 "전사인자 단계에서 혈관신생 과정을 이해하는 것은 황반변성이나 암혈관신생 등 병적 혈관신생이 원인이 되는 질병에 새로운 치료법을 제시하는데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다. 공동 교신저자인 임대식 KAIST 교수는 "히포 신호전달회로에서 YAP/TAZ 전사인자의 기능은 주로 간, 소장, 대장 등 장기에 있는 상피세포 중심으로 진행되어 왔다. 이번 연구는 YAP/TAZ 전사인자가 혈관생성 및 모양을 결정하는 주요인자임을 증명했다"고 말했다. 혈관신생의 핵심인자를 규명하고 이해를 넓힌 이번 연구결과는 미국 임상연구학회에서 발간하는 임상연구학회지(Journal of Clinical Investigation, if 12.784)에 8월 15일 게재됐다.
1) YAP/TAZ 전사인자: YAP(Yes-associated Protein)와 TAZ(transcriptional co-activator with PDZ-binding mofif)는 히포(Hippo) 신호 전달의 하위 신호전달자로 장기의 크기 조절, 조직/장기 재생 및 발암 과정에 주요 인자로 작용하고 있음을 밝혀졌다. 히포 신호전달은 장기가 성장할 때 세포의 성장과 소멸을 통해 장기의 크기 및 발생을 조절한다. 세포들이 주고받는 신호체계와 암 등 질병 간 연결고리를 갖고 있다. 2) 사상위족(Filopodia): 손바닥 모양의 형태를 하는 말초의 신경돌기 |
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