'세포의 안테나' 일차섬모 이상 규명, 치료 가능성 제시

경북대학교 생명공학부 조동형·류재웅 교수팀이 과산화소체(peroxisome) 내 주요 효소 단백질인 ‘HSD17B4’ 결핍이 일차섬모(primary cilia) 형성 이상을 유발한다는 기전을 세계 최초로 규명했다. 이번 연구는 과산화소체 대사 장애가 섬모병증(ciliopathy)의 원인이 될 수 있음을 밝히고, 아세틸-CoA를 활용한 치료 가능성을 제시했다.

일차섬모는 세포 소기관으로 외부 환경의 신호를 감지하고 여러 신호전달 경로를 조절하는 역할을 담당해 ‘세포의 안테나’로 불린다. 이상이 생기면 대사성질환과 뇌 발달 장애, 운동 장애 등 다양한 희귀 질병을 유발한다.

연구팀은 ‘HSD17B4’ 효소 결핍이 과산화소체의 지방산 산화 경로를 손상시켜 세포 내 아세틸-CoA 물질의 농도를 낮추고, 이로 인해 일차섬모 형성과 기능이 저해된다는 사실을 최초로 발견했다. 이와 함께 아세트산 처리로 아세틸-CoA 농도를 회복시키면 섬모 형성 결함이 정상화되는 것을 확인했다. 아세트산을 투여한 ‘HSD17B4 결핍 생쥐 모델’에서도 운동 기능이 개선되고, 소뇌 구조가 회복되는 등 치료 효과가 나타났다고 연구팀은 설명했다.

조동형 교수는 “이 연구는 과산화소체 대사와 일차섬모의 기능적 연결을 규명해 관련 질환 치료제 개발에 새로운 전략을 제공했다. 앞으로 추가 연구를 통해 여러 섬모병증 관련 치료제 개발을 위한 기반 연구를 확대할 계획이다.”라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단, 산업통상자원부 산업혁신기반구축사업, 교육부 G-램프사업의 지원을 받아 수행됐다. 제1저자는 경북대 세포소기관연구소 배지은 박사와 장소영 박사이며, 교신저자는 생명공학부 조동형·류재웅 교수이다. 연구 결과는 세계적 권위의 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인판으로 3월 18일에 발표됐다.

논문 제목: 아세틸-CoA의 HSD17B4 결핍에 의한 일차섬모이상질환 치료 효능 ‘HSD17B4 deficiency causes dysregulation of primary cilia and is alleviated by acetyl-CoA’