엠폭스(원숭이두창) 중증화를 유발하는 ‘방아쇠’ 역할의 단백질 센서를 찾아냈다. 이 단백질은 체내로 침입한 엠폭스 바이러스의 DNA를 인식해 강한 염증 반응을 일으키는 것으로 확인됐다.
UNIST 생명과학과 이상준 교수 연구팀은 국립보건연구원 김유진 과장, 성균관대학교 의과대학 김대식 교수 연구팀과 공동으로 엠폭스 감염 과정에서 AIM2 단백질이 과도한 염증 반응을 촉발하는 주요 원인임을 실험적으로 규명했다고 25일 밝혔다.
현재까지 보고된 엠폭스의 치명률은 약 3% 내외로 높지 않다. 그러나 체내에서 과도한 염증 반응이 일어나면 상황은 달라진다. 염증은 면역계가 바이러스를 제거하기 위해 나타나는 정상적 반응이지만, 지나치게 강해지면 정상 조직까지 손상시키며 병을 악화시킨다. 건강한 청년이 독감이나 코로나19 감염 후 생명을 잃는 사례에서도 ‘사이토카인 폭풍’이라 불리는 염증 폭주가 주요 원인으로 알려져 있다.
연구 결과에 따르면 AIM2는 엠폭스 바이러스의 DNA를 인식하는 일종의 ‘센서’ 역할을 한다. AIM2가 바이러스 DNA를 인식해 활성화되면 염증 소체가 형성되고, 이 염증 소체는 카스파제-1 효소를 활성화해 세포 파괴와 함께 염증 신호 물질(IL-1β, IL-18)의 대량 분비가 일어난다.
AIM2는 바이러스에 직접 감염된 세포뿐 아니라 주변의 비감염 세포에도 영향을 미쳐 조직 전반의 염증 손상과 중증화를 유도하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 감염 세포에서 염증성이 강한 파이롭토시스가, 비감염 세포에서는 네크롭토시스와 아폽토시스가 각각 발생함을 실험으로 확인했다. 세포사멸은 염증 반응의 강도와 신호 경로에 따라 파이롭토시스, 네크롭토시스, 아폽토시스로 나뉜다.
제1저자인 오주은 연구원은 “이번 연구는 엠폭스 감염에서 AIM2가 염증 반응을 어떤 방식으로 유도하는지를 실험적으로 규명한 첫 사례”라고 설명했다. 또 연구팀은 IRF1이 AIM2 단백질의 양을 조절하는 전사인자라는 사실도 새롭게 밝혀냈다. IRF1은 AIM2 합성에 관여하는 DNA 부위에 결합하면서 AIM2 단백질 생성이 시작된다.
AIM2 억제제의 치료 효과도 검증됐다. 연구팀이 AIM2 억제제를 실험용 쥐에 투여한 결과, 폐 조직의 염증 반응과 세포 사멸이 완화됐고 억제제를 투여하지 않은 집단보다 생존율이 증가했다.
이상준 교수는 “AIM2는 신종 감염병의 중증 염증성 병리 반응을 완화할 수 있는 새로운 치료 표적이 될 수 있다”면서도 “AIM2는 외부 침입을 감지해 면역계에 경보를 보내는 역할도 하기 때문에, 지나친 억제는 오히려 바이러스 제거 능력을 떨어뜨릴 수 있어 이를 고려한 치료 전략이 필요하다”고 강조했다.
이번 연구 결과는 국제 면역학 학술지 ‘세포와 분자 면역학(Cellular & Molecular Immunology)’에 11월 12일 게재됐다. 연구는 국가신약개발재단, 한국연구재단, 한국보건산업진흥원, 기초과학연구원, 동그라미재단, UNIST 연구기금, 한국인삼학회, 유한양행, 질병관리청 국립보건연구원, 여성과학기술인육성재단 등 다양한 기관의 지원으로 수행됐다.
헬로티 이창현 기자 |
