심장 재생능력 조절하는 유전자 발견

연세대 윤영섭 교수팀…‘Cbx7’ 심근세포 증식에 영향

심장의 재생과 기능 회복에 중요한 역할을 하는 유전자를 발견하고, 이 유전자의 활성 정도에 따른 심장 재생 효과를 규명한 연구 결과가 나왔다.

연세대 의대 의생명과학부 윤영섭 교수(사진) 연구팀은 심근세포의 증식과 심장의 재생능력을 조절하는 인자를 규명한 연구 결과를 국제학술지 ‘서큘레이션(Circulation)’에 게재했다고 26일 밝혔다. 심혈관질환이 세계보건기구(WHO) 조사 결과 전 세계 사망원인 1위로 꼽히고, 국내에서도 암에 이어 사망원인 2위를 기록하는 상황에서 심부전 치료제 개발에 필요한 단초가 마련될 수 있을지 주목된다.

심부전은 심혈관질환 때문에 전신에 혈액을 공급하는 심장의 기능이 악화된 상태를 가리킨다. 심부전 증상 완화를 위해 통상 이뇨제와 혈관 확장제 등을 처방하지만 심장의 기능을 회복하는 근본적 치료로 이어지긴 어려운 한계가 있다. 또 심장질환은 심장의 주요 역할을 하는 심근세포가 잘 증식하지 않기 때문에 재생능력이 매우 제한되어 있어 치료가 어렵다. 심근세포는 태아에서는 활발히 증식하지만 출생 이후 증식능력이 감소하면서 성인이 되면 증식을 거의 멈추는 상태에 이른다.

연구진은 이번 연구에서 심근세포의 증식능력과 관련된 유전자가 무엇인지 분석한 결과 유전자 Cbx7이 심근세포의 증식에 영향을 미친다는 점을 규명했다. 마우스 모델(실험용 생쥐)을 태아, 신생, 어른 등 세 유형으로 분류해 세포 주기를 조절하는 폴리콤 그룹 단백질이 어떻게 발현되는지를 실시간으로 분석했다. 그 결과 해당 유전자가 출생 직후 급격히 증가해 성인의 심장에서 높게 유지된 것으로 나타났다. 태아까지는 해당 유전자가 적게 유지돼 심근세포가 활발하게 증식했으나 출생 이후 유전자 수가 늘면서 반대로 심근세포 증식은 줄어들어 성인 이후 증식이 중단된 상태를 유지하는 셈이다.

연구진은 또 이 메커니즘을 마우스 모델에 적용해 심근세포의 증식능력을 증가시키면 심장의 재생을 유도할 수 있는지도 분석했다. 그 결과 마우스 모델에 Cbx7 유전자를 과도하게 발현시키면 심근세포의 증식이 줄어들고, 반대로 Cbx7 유전자를 제거하면 심근세포 증식이 증가하는 것으로 나타났다. 심장마비를 유도한 마우스 모델에서도 Cbx7 유전자를 제거했을 때 심장 재생이 일어났다. 윤영섭 교수는 “이번 연구를 통해 Cbx7이라는 유전자가 심근세포의 증식능력과 심장의 재생능력을 조절하는 데 중요한 인자임을 밝혔다”면서 “앞으로 Cbx7 저분자 억제제의 심장 재생 효과를 규명한다면 심부전 치료제 개발이 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.