코필린-1 조절 원리 규명…환자 유래 세포서 효과 확인
아주대학교가 류마티스 관절염과 신경퇴행성 질환 등 만성 염증 질환의 새 치료 가능성을 제시했다.
염증 반응을 키우는 핵심 단백질 복합체인 'NLRP3 인플라마좀'이 어떻게 조절되는지 새로운 원리를 밝혀내고, 이를 바탕으로 염증을 낮출 수 있는 물질까지 확인한 것이다.
아주대는 박용환 의과대학 미생물학교실 교수 연구팀이 평소 코필린-1(Cofilin-1)이 NLRP3 인플라마좀과 결합해 과도한 염증 반응을 억제한다는 사실을 규명했다고 27일 밝혔다.
세포 내 활성산소(ROS)가 늘어나면 코필린-1이 변형돼 NLRP3 인플라마좀에서 분리되고, 이때 인플라마좀이 활성화되면서 염증성 사이토카인 분비가 증가하는 것으로 나타났다.
NLRP3 인플라마좀은 선천면역 반응에 관여하는 단백질 복합체다. 활성화되면 IL-1β, IL-18 같은 염증성 사이토카인 분비를 촉진해 각종 만성 염증 질환과 관련되는 것으로 알려져 있다. 다만 그동안 세포 내 환경 변화에 따라 NLRP3 인플라마좀의 활성 여부가 어떻게 정밀하게 조절되는지는 충분히 밝혀지지 않았다.
연구팀은 이 과정에서 NLRP3 인플라마좀과 결합하는 코필린-1의 핵심 부위를 찾아내고, 이를 모방한 펩타이드를 개발했다. 이어 이 펩타이드를 환자 유래 세포에 적용한 결과, 염증성 사이토카인인 IL-1β 분비가 뚜렷하게 감소한 것으로 확인됐다.
이번 연구는 염증 반응이 커지는 분자적 원리를 새롭게 규명한 데 그치지 않고, 이를 제어할 치료 전략까지 제시했다는 점에서 의미가 있다. 과도한 염증 반응을 억제하는 새로운 접근법으로 이어질 가능성을 보여줬다는 평가다.
연구팀은 앞으로 아주대학교에 구축될 오가노이드 기반 자동화 실험 시스템을 활용해 펩타이드 치료제 연구를 확장할 계획이다. 또 고도화된 스크리닝 플랫폼을 통해 저분자 화합물 기반 NLRP3 억제제를 발굴하고, 류마티스 관절염과 신경퇴행성 질환 등 다양한 염증성 질환으로 적용 범위를 넓힐 방침이다.
박용환 교수는 “고도화된 스크리닝 플랫폼을 통해 펩타이드뿐 아니라 저분자 화합물 기반의 NLRP3 억제제를 발굴하고, 류마티스 관절염과 신경퇴행성 질환 등 다양한 염증성 질환 치료로의 적용 가능성을 넓혀 나갈 계획”이라고 말했다.
이번 연구는 'Cofilin-1 is a Redox-Sensitive Guard of the NLRP3 Inflammasome'이라는 제목으로 면역학 분야 국제학술지 'Nature Immunology' 3월호에 게재됐다.
수원=김동성 기자 estar@etnews.com
