보건타임즈 : 고지혈증에 의한 대동맥판막질환 '초기 진행 기전' 규명

이혜옥 교수, 한양대 최재훈 교수와 공동연구
고지혈증 상태 마우스에 '단일세포 기반 전사체 분석방법' 활용, 연구
대동맥판막 내피세포, 전사인자 'PPARγ' 발현 통해 항염작용 확인
연구팀 "대동맥판막질환 발생 기전의 이해와 치료제 개발 등에 활용 기대"
논문, 국제 저명학술지 'Nature Communications'에 게재

[보건타임즈] 국내대학 연구진이 단일세포기반전사체 분석(Single-cell transcriptome analysis)을 활용해 고지혈증에 의한 대동맥판막질환(Aortic valve disease)의 초기 진행 기전을 새롭게 규명해냈다.

대동맥판막질환은 내피세포의 손상이나 고지혈증 등에 의한 대동맥판막 내 지질 침착 등이 원인으로 발생할 수 있다.
이 질환은 심해질수록 판막의 섬유화와 석회화 등의 비가역적인 변화가 축적됨에 따라 판막이 좁아지게 된다.
최종적으로 판막이 잘 열리지 못하게 됨으로써, 좌심실에서 대동맥으로 혈액을 제대로 보내지 못하게 돼 대동맥판막협착증(Aortic stenosis)으로 심화된다.

기존 연구에 따르면 대동맥판막협착증은 증상이 나타나게 되면 2년 내 생존율이 50% 정도밖에 되지 않을 만큼 위험한 질병이지만, 판막치환술 등의 침습치료 방법만 존재하며, 약물을 이용한 치료는 아직 미비해 예방 관점으로 접근, 이 질환의 초기 형성과 진행에 생물학적 기전의 규명이 중요했다.

이에 가톨릭대학교 의과대학 미생물학교실 이혜옥 교수(사진 左)와 한양대학교 생명공학과 최재훈 교수(右) 공동연구팀은 초기 기전을 규명하기 위해 최근 각광을 받는 '단일세포 기반 전사체 분석방법'을 활용했다.
이 연구엔 가톨릭대 의과대학 미생물학교실 이혜옥 교수, 김나영 박사가 참여했다.

연구팀은 정상 또는 고지혈증 상태의 마우스로부터 채취한 대동맥판막을 단일 세포로 분리한 후, 단일 세포 RNA 시퀀싱을 통해 세포 각각의 mRNA 발현에 기반으로 해 고지혈증 상태의 판막에서 주로 증대되는 면역세포의 종류를 밝혀냈다.

또 지질처리(lipid handling)에 특화된 대동맥판막 내피세포(Aortic valvular endothelial cell)는 고지혈증 상태에서 증가하며, 이 내피세포가 전사인자 'PPARγ(Peroxisome Proliferator-Activated Recepter)' 발현을 통해 항염작용이 나타나는 것을 확인했다.

공동연구팀은 정상 또는 고지혈증 상태에서 대동맥판막 내 세포 다양성과 변화를 관찰했으며, 초기 대동맥판막질환에서 혈청 LDL 콜레스테롤 조절과 PPARγ 작용이 판막 내 염증을 경감시킨다는 사실을 찾아냈다.

연구팀은 이 연구결과가 초기 대동맥판막질환의 발생 기전의 이해와 고지혈증치료제, PPARγ 작용제를 이용한 질병 예방법에 활용될 것으로 기대했다.

이 교수는 "이 연구는 최신 유전체 분석 기술을 적용, 질병 기전과 예방법을 제시한 연구결과로 성공적인 기술-질환 연구팀 간 공동연구의 모범사례라 할 수 있다"고 평가했다.

이 연구결과를 상세하게 정리한 논문은 '단일세포전사체분석을 통해 밝혀낸 대동맥판막 세포 다양성과 고지혈증 상태에서 PPARγ에 의한 염증 조절(Single-cell transcriptomics reveal cellular diversity of aortic valve and the immunomodulation by PPARγ during hyperlipidemia)'라는 주제로 세계적 학술지 'Nature Communications(IF 17.694)'에 9월 17일 온라인판으로 게재됐다.