김효수 서울의대 교수팀 "딱딱한 혈관, 부드럽게 풀 수 있다"
혈관 석회화의 원인과 치료 가능성이 국내 연구팀에 의해 처음 밝혀졌다. 혈관 석회화는 혈관에 칼슘이 쌓여 혈관이 딱딱하게 굳어지는 현상으로 동맥경화·당뇨·만성신부전 환자에게서 흔히 발견된다.
김효수 서울의대 교수팀(서울대병원 순환기내과·조현주 조현재)은 혈관 석회화 전구세포가 혈관 석회화의 원인이며, 혈관 석회화 전구세포 내 PPARγ(peroxisome proliferator activated receptor γ) 단백질을 활성화하면 혈관 석회화를 치료할 수 있음을 입증했다. 혈관 석회화 전구세포는 혈관 내 칼슘 침착을 촉진하는 '조골세포'나 억제하는 '파골세포'로 분화되기 전 단계의 세포로, 골수에서 만들어 진다. 혈관 석회화는 조골세포와 파골세포의 균형으로 조절된다.
김 교수팀은 실험용 생쥐의 동맥에서 혈관 석회화 전구세포를 분리한 후 줄기세포 표지자인 Sca-1(stem cell antigen-1)와 항체 (PDGFRa(platelet-derived growth factor receptor alpha)의 유무에 따라 4 종류로 나누었다. 그 후 4 종류의 혈관 석회화 전구세포를 특정 실험환경에서 배양한 후 관찰한 결과 Sca-1 표지자만 발현하는 전구세포(Sca-1+/PDGFRa-)만이 파골세포로 분화됐다.
혈관내 칼슘 분해 가능성을 확인한 김 교수팀은 전구세포(Sca-1+/PDGFRa-)에 현재 임상적으로 허가돼 있는 당뇨병 약제를 이용해 PPARγ를 활성화한 결과 전구세포가 칼슘을 분해하는 파골세포로의 분화가 250% 이상 촉진됐다.
또 실험용 쥐를 대상으로 전구세포(Sca-1+/PDGFRa-)를 주입한 그룹(실험군 1)과 같은 세포를 주입하고 당뇨병 약제를 이용해 PPARγ를 활성화 한 그룹(실험군 2)으로 나눈 후 CT 촬영으로 혈관 내 석회화의 크기를 비교한 결과 실험군 2가 1에 비해 칼슘 침착에 의한 석회화 크기가 2배 이상 작아졌다.
실험군 1에서는 혈관 석회화 전구세포가 조골세포와 파골세포로 분화됐고, 조골세포에 의해 혈관에 쌓인 칼슘이 증가한 반면 실험군 2에서는 혈관 석회화 전구세포가 PPARγ의 활성화로 인해 대부분 파골세포로 분화돼 혈관에 쌓인 칼슘이 분해됐기 때문이다.
이같은 결과는 골수로부터 유래된 특정 전구세포가 혈관 석회화를 조절하는 치료제로 적용될 수 있으며, 당뇨병 약제를 이용해 PPARγ를 활성화하면 동맥경화로 딱딱해진 혈관을 부드럽게할 수 있음을 시사한다.
김효수 교수는 "Sca-1 표지자만 발현된 혈관 석회화 전구세포는 조골세포와 파골세포 양 방향으로 분화가 가능하며, 특정 약물에 의해 조골세포 대신 파골세포로의 분화가 촉진됨을 증명했다"며 "혈관 석회화로 딱딱해진 혈관을 부드럽게 하는데 기여할 것으로 생각된다"고 말했다.
한편 미래창조과학부·한국연구재단이 주도하는 바이오 의료기술개발사업의 지원으로 이루어진 이 연구늬 결과는 세계적 학술지인 <PLOS Biology> (IF 11.5) 2013년 4월호에 주요논문 해설과 함께 게재됐다.
