퇴행성 질환 치료 길 열리기 기대
미토콘드리아 유전자의 돌연변이로 미토콘드리아의 기능 이상이 발생하는 핵심적인 신호전달경로가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 서울대학교병원 내과 박경수 교수와 포항공대 황대희 교수, 가천의대 이봉희·변경희 교수로 이뤄진 공동 연구팀은 미토콘드리아의 기능 이상에 관여하는 유전자 발현을 조절하는 단백질 ‘RXRα’의 기능을 규명했다고 4일 밝혔다.
크기가 0.2~3㎛인 미토콘드리아는 세포 내에 존재하는 소기관 중 하나로 세포 내 영양분을 산소와 반응시켜 에너지를 만들어내는 ‘세포 내 발전소’다. 미토콘드리아 기능 이상은 당뇨병, 대사증후군, 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 퇴행성 질환의 발병과 연관성이 큰 것으로 알려져 있다.
미토콘드리아 DNA 중 3243 돌연변이는 국내 당뇨병 환자의 약 1%를 차지하는 가장 흔한 유전적 이상이다. 그러나 이 변이로 당뇨병이 발병하는 자세한 경로는 그동안 밝혀지지 않았다. 연구팀은 이 원리를 밝히기 위해 돌연변이가 있는 환자의 미토콘드리아 DNA를 핵은 있으면서 미토콘드리아 DNA가 없는 세포와 융합시키는 방식으로 새로운 세포를 만들었다.
이 결과 미토콘드리아 단백질의 발현과 기능이 현저하게 떨어졌는데 연구팀은 ‘RXRα’이 이런 현상에 핵심 역할을 한 것으로 봤다. 실제로 미토콘드리아 유전자 3243번에 돌연변이가 있는 융합세포에서는 세포 내 활성산소가 증가해 RXRα의 양이 50~75% 줄었고, 이후 미토콘드리아의 기능도 45~65% 가량 감소했다.
연구팀은 이 과정에서 RXRα 활성물질을 처리한 결과 미토콘드리아의 기능이 약 40% 정도 회복됐다고 설명했다. 박경수 교수는 “이 연구는 미토콘드리아 유전자 돌연변이로 미토콘드리아 기능에 이상이 생긴 경우 RXRα가 중요한 치료 표적이 된다는 가능성을 처음으로 제시한 점에 큰 의의가 있다”며 “향후 심화 연구를 통해 미토콘드리아 기능 이상으로 발병되는 퇴행성 질환을 치료할 수 있는 길이 열리기를 기대한다”고 말했다.