면역 반응을 개시하는 수지상세포의 유전자 발현을 조절하는 염색질 3차 구조가 밝혀졌다. 면역 반응을 조절하는 수지상세포의 유전자 발현 기전을 밝혀낸 것이다. 

연세대학교 의과대학 열대의학교실 김형표 교수, 양보배 박사 연구팀은 염색질 3차 구조가 수지상세포 유전자 발현을 조절하는 인핸서에 영향을 미쳐 인체 면역 반응을 조절한다고 밝혔다. 

수지상세포는 신체가 염증 반응을 일으키면 면역 반응을 개시한다. 세균, 바이러스, 기생충과 같은 병원균뿐만 아니라 암세포를 인지하고 면역세포인 T세포에 알려 면역 기능이 작동하도록 한다. 랠프 스타인먼(Ralph Steinman) 교수는 2011년에 수지상세포를 발견한 공로로 노벨 생리의학상을 수상했다.

수지상세포가 제대로 기능하기 위해서는 유전자 발현이 필요하다. 인핸서(Enhancer)는 이러한 유전자 발현의 시기와 장소를 결정한다.

인핸서는 외부 환경에 영향 받으며 원거리에 위치한 유전자도 조절 가능하다는 것이 알려지면서 인핸서의 위치는 물론 인핸서가 표적하는 유전자를 알아내는 것이 유전자 발현 조절을 이해하는 필수 과제가 됐다.

연구팀은 수지상세포의 유전자 발현을 조준하는 인핸서 정보를 규명하기 위한 실험을 진행했다. 연구팀은 먼저 유전자를 포함하고 있는 염색질의 3차 구조를 분석했다. 수지상세포 DNA 길이는 2미터에 이르지만 지름이 십만분의 일 밖에 안되는 약 10마이크로미터의 세포핵에 담겨 있다.

DNA는 염색질 3차 구조라고 하는 아주 정교한 패턴을 이용해 세포핵 안에 접힌 상태로 존재한다. 염색질 3차 구조는 세포마다 독특한 특성을 가지며 외부 자극에 따른 인핸서의 활성과 유전자 발현을 조절하고 있다. 연구팀은 실제로 이러한 복잡한 염색질 3차 구조가 인핸서 활동에 영향을 미친다는 것을 발견했다.

다음으로 염증 반응이 일어났을 때 수지상세포가 작용하는 과정을 밝히기 위해 수지상세포의 유전자 발현을 조절하는 인핸서를 밝히기 위한 연구를 실시했다.

인핸서가 조절하는 표적 유전자를 알아보기 위해 하이칩(HiChIP) 기술을 이용해 ‘인핸서 네트워크 지도’를 작성했다. 인핸서 네트워크 지도는 다양한 염색질 3차 구조 성분 간 상호작용을 모든 유전자에 관해 심층 분석한 것이다.

이를 통해 인핸서와 표적 유전자 사이의 거리가 멀리 떨어져 있더라도 염증 반응으로 일어나는 염색질 3차 구조 변화로 서로 가까운 공간적 위치를 확보하며 수지상세포의 유전자 발현은 물론 면역 기능 조절에도 영향을 끼치는 것을 확인했다.

 

연구팀은 염색질 3차 구조를 결정하는 CTCF 단백질 유전자 결핍 마우스를 제작해 염색질 3차 구조 조절 단백질 CTCF가 수지상세포의 유전자 발현에 필수적이라는 것을 규명했다.

김형표 교수는 “이번 연구는 DNA 서열을 저장하고 있는 유전자 정보 차원을 넘어 유전자 외에  염색질 구조 분석에 시간적 변화를 담은 4차원 유전체 연구 결과”라며 “자가면역질환 등 수지상세포를 이용한 세포치료제 개발에 발판을 마련했다”고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단에서 지원하는 중견연구, 바이오의료기술개발사업, 연세대학교 의과대학 교내연구비 등의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

 

유합척추골반각을 고려하면 수술 후 합병증인 근위분절후만증 발생률 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 

경희의료원 정형외과 척추팀(이정희·이기영 교수 등)은 최근 다각도적인 연구를 통해 유합척추골반각(Fused Spino-pelvic Angle)이 성인척추변형 수술 후 나타날 수 있는 근위분절후만증 발생을 낮출 수 있는 새로운 수술적 기준이 될 수 있음을 확인했다. 

장분절고정술을 시행받은 환자 190명(평균연령 71.6세, 추적관찰기간 2년)을 근위분절후방증 발생여부에 따라 그룹화한 후 비교분석을 진행했다. 

그 결과 환자의 자세와 무관하게 ‘유합척추골반각’은 방사선학적으로 변하지 않는 인자이며 근위분절후만증 발생률과 밀접한 관계가 있음이 확인됐다. 유합척추골반각의 감소는 근위분절후만증 발생 위험을 증가시키는 것으로 나타났다.

이정희 교수는 “일부연구에서는 최상위 척추체(UIV) 배향을 근위분절후만증의 위험인자로 손꼽고 있지만 환자의 자세에 따라 변하다보니 여러 논란이 있는 바, 이에 새로운 매개변수인 유합척추골반각에 대한 연구를 진행하게 됐다”며 “패러다임은 우리가 세상을 설명하고 그 움직임과 변화를 예견할 수 있도록 도와준다는 아담 스미스의 말처럼 이번 연구 결과가 성인척추변형 수술의 새로운 바람을 일으키며 환자의 삶의 질 향상에 큰 도움을 줄 수 있는 패러다임이 되기를 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 ‘근위분절후만증에 대한 고정된 상위 척추체 위치의 영향 : 새롭고 변하지 않는 인자, 유합척추골반각’(The Impact of Upper Instrumented Vertebra Orientation on Proximal Junctional Kyphosis: A Novel and Fixed Parameter, Fused Spinopelvic Angle)이라는 제목으로 척추분야 SCI급 국제학술지인 척추학회지(Spine Journal)에 게재됐다. 

 

한국 아동에서 성조숙증으로 인해 사춘기 억제 주사 치료를 받은 발생률이 남녀 모두에서 급격하게 증가하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 

인제대학교 상계백병원 소아청소년과 성장클리닉 연구팀(박미정·김신혜 교수)이 2008년부터 2020년까지 9세 미만의 여아와 10세 미만 남아 중 성조숙증으로 치료받은 13만여 명의 아동에 대한 건강보험심사평가원 자료를 분석한 결과다.

연구팀은 이전 연구에서 2004년부터 2010년까지 성조숙증 발생률이 17배 이상 급증했으며 주로 남아보다는 여아에서 증가의 폭이 더 뚜렷했다고 보고한 바 있다. 

이번 연구에서는 2008년부터 2020년까지 여아에서 남아보다 성조숙증 발생률과 유병률이 여전히 높았지만, 연구 기간동안 발생률의 증가폭은 남아에서 약 83배로 여아가 16배인 것에 비해 훨씬 급격하게 증가하고 있다고 보고했다. 

성조숙증은 어린 나이에 이차성징이 발생하는 것으로 아동의 정신적인 발달이 신체 발달에 따라가지 못해 심리적인 스트레스가 발생할 수 있다. 신체적으로는 성호르몬의 영향으로 성장판이 일찍 닫혀 최종 키가 오히려 작아질 수 있으며, 여아의 경우에는 조기 초경이 발생하고 성호르몬 관련 암 발생 우려가 커진다. 

유전적 요인, 환경적 요인, 영양 상태 등 다양한 원인이 성조숙증 발생에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그 중 특히 비만의 증가는 남녀 아동 모두에서 발생률을 높이는 원인으로 지목되고 있다.

김신혜 교수는 “사춘기 발달은 비만, 여성호르몬 수용체를 자극하는 여러 내분비장애 물질, 스마트폰을 비롯한 여러 디지털기기에의 노출, 심리적 스트레스 등 여러 원인이 복합적으로 작용한다고 알려져 있다”며 “전 세계 유례가 없을 정도로 급증하는 한국의 성조숙증 증가 원인에 대한 연구와 이로 인한 호르몬 영향 암 발생률에 대한 연구가 필요하다”고 말했다.

김 교수는 “사춘기 억제 치료 여부를 결정할 때는 아동의 성인예측키, 연간 성장 속도, 호르몬 증가 정도, 심리적 성숙 정도, 남아있는 성장 포텐셜 등 개별 아동의 상황을 면밀히 평가 후 결정해야 하기 때문에 반드시 소아내분비 전문의 진료 후 치료 여부를 결정하는 것이 중요하다”고 강조헀다.

이번 연구 결과는 Plos one에 지난달 게재됐다.