초록 ▼

본 연구는 다양한 유전자의 돌연변이를 원인으로 하는 유전성 근육질환에서 근세포 괴사 및 구조적 불안정성에 의한 근세포의 파괴 뿐만 아니라 근세포재생부전 역시 병태생리에 기여할 것이라는 가설 하에 시행하였다.
정상적인 골격근에서는 생리적, 병리적 근육 손상이 발생할 때 위성세포의 활성화 및 증식으로부터 시작되는 근세포 재생기전이 작동하게 되는데 이것이 골격근 조직의 구조와 용적의 항상성을 유지하는 근간이 된다. 만약 유전성 근육질환에서 이러한 기전이 정상적으로 작동한다면 유전자 돌연변이에 의한 일차적인 근세포의 파괴를 부분적으

본 연구는 다양한 유전자의 돌연변이를 원인으로 하는 유전성 근육질환에서 근세포 괴사 및 구조적 불안정성에 의한 근세포의 파괴 뿐만 아니라 근세포재생부전 역시 병태생리에 기여할 것이라는 가설 하에 시행하였다.
정상적인 골격근에서는 생리적, 병리적 근육 손상이 발생할 때 위성세포의 활성화 및 증식으로부터 시작되는 근세포 재생기전이 작동하게 되는데 이것이 골격근 조직의 구조와 용적의 항상성을 유지하는 근간이 된다. 만약 유전성 근육질환에서 이러한 기전이 정상적으로 작동한다면 유전자 돌연변이에 의한 일차적인 근세포의 파괴를 부분적으로나마 보상하면서 근 위축 및 근 위약의 진행을 어느 정도 제한할 수 있는 역할을 할 것으로 기대할 수 있으나 특히 근디스트로피의 경우에는 비교적 빠른 속도로 근세포 파괴, 근 위약, 근 위축이 일어나는 것을 볼 때 유전성 근육질환에서는 일차적인 근세포 파괴의 기전 이외에 근세포재생부전을 야기하는 부가적인 병태생리가 있을 것으로 추정할 수 있다.

본 연구를 통해 다양한 유전자의 돌연변이를 원인으로 하는 유전성 근육질환을 대상으로 하여 골격근 조직에서 위성세포의 활성화 상태를 위성세포 표지자를 통해 간접 분석하였으며, 나아가 이 결과를 바탕으로 근세포재생에 관계되는 다양한 신호체계의 연관관계를 분석하였으며 이들 신호체계에서 주된 역할을 하는 단백질을 선택하여 웨스턴블롯을 통해 양적 증감을 관찰하고 이를 비교 분석하였다.

먼저 위성세포 표지자를 통한 관찰 및 분석은 면역조직화학염색을 통해 수행하였으며, 그 결과 일부 질환(laminopathy와 dysferlinopathy)에서 Pax7 양성 세포가 (유전자 이상과 관계없는)다발근염 및 다른 질환과 비교하여 감소되었음을 확인하였다. 이는 근세포재생단계에서 위성세포의 증식에 제한이 있음을 의미하는 것으로 이 질환들에서 재생부전에 기여하는 요인임을 확인할 수 있었다. 또한, 이들 두 질환은 Myf6의 감소 역시 의미있게 보였는데 이는 재생단계의 후기에서도 부전이 일어나고 있음을 시사하였으며, 특히 laminopathy는 이전 단계인 MyoD 수준이 상대적으로 높게 측정되는 것으로 미루어 MyoD -> Myf6 전환단계에서 정체가 일어나는 것으로 예측할 수 있었다. 한편, dysferlinopathy에서는 Myf6의 감소와 더불어 MyoD의 감소도 관찰되었으므로 laminopathy와는 달리 이전 단게에서부터 지연이 일어남을 추정할 수 있었다.

다음으로 신호체계의 분석에 있어서는 mTOR 단백질의 현저한 상승이 laminopathy에서 관찰되었는데, 이는 다른 질환들과 비교하여 현저한 차이를 보이는 결과였다. 하지만 mTOR의 상승과 관련하여 다른 단백질 즉, IGF-II와 같이 재생기전의 활성화에 기여하는 요소들의 상승이 관찰되지 않았고 오히려 일부 감소하는 소견을 보였는데 결과적으로 lmainopathy에서 mTOR의 상승은 재생기전과는 관계없는 것으로 보이며 혹은 재생부전에 의한 이차적 결과일 가능성을 배제할 수 없었다. Nothc1과 Wnt 신호체계의 분석에서도 질환에 따라 각각 다른 변화를 보였는데 특히 위성세포의 reserve 유지에 관계되는 Notch1이 laminopathy와 dysferlinopathy에서 polymyositis와 비교했을 때 현저히 감소되어 있었고 이는 Pax7 양성세포의 수적 감소에 부합되는 소견으로 판단되었다. 반면 근세포 재생으 후기 단계에서 작용하는 wnt 신호체계는 laminopathy와 dysferlinopathy에서 약간 상승한 소견을 보였는데, 그럼에도 불구하고 Myf6 양성세포의 수가 감소되어 있는 것으로 볼 때 이들 상승은 재생부전에 대한 보상기전일 가능성이 있을 것으로 보인다.

본 연구에서는 재생부전이 질환별로 다양하게 관찰되지만 특히 laminopathy와 dysferlinopathy에서 그 변화가 일관되고 두드러진 것으로 확인되었다. 향후 이들 질환을 중심으로 근세포 재생과 관련한 심화연구를 계혹할 수 있으며 이들 단백질을 이용한 치료적 접근을 시도할 수 있을 것으로 기대한다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9