[과학을 읽다]새 혈관 지휘하는 '단백질' 찾았다

국내 연구팀, 'YAP/TAZ' 전사인자 밝혀내

▲정상적 끝세포는 날렵하고 긴 사족으로 혈관이 자라야할 방향으로 혈관성장을 이끈다(왼쪽). 반면 'YAP/TAZ' 인자의 발현이 억제된 실험군(오른쪽)에서는 끝세포의 모양이 꽈리모양으로 변하면서 사족형성이 떨어짐이 확인됐다.[사진제공=IBS]

[아시아경제 정종오 기자] 우리 몸은 혈관이 지배합니다. 영양은 물론 호흡 등을 총괄합니다. 혈관에 문제가 생기면 건강에 치명타를 입을 수 있습니다.

우리 몸 세포는 혈관을 통해 산소와 영양을 공급받습니다. 체내 구석구석 퍼져있는 미세혈관 덕에 생명이 유지됩니다. 기존 혈관에서 새로 혈관이 발생하는 것을 '혈관신생'이라 부릅니다. 상처가 치유될 때, 여성의 배란기 등 특수한 상황에서 일어납니다. 혈관의 비정상적 생성은 암이나 노인성 황반변성, 염증성 질환의 원인 또는 결과로 발생합니다.

혈관신생은 혈관내피세포(Vascular Endothelial cells)의 이동, 증식, 혈관장벽 형성의 복잡한 과정을 거칩니다. 여러 단백질과 유전자가 관여합니다. 기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단(단장 고규영) 연구팀이 혈관신생을 위한 세포활동을 지휘하는 단백질을 발견했습니다.

연구팀은 'YAP/TAZ' 전사인자가 혈관발아부터 혈관장벽을 만드는 세포활동 과정을 관할하고 조절한다는 사실을 동물실험을 통해 밝혀냈습니다. 혈관 관련 질병을 치료하는데 혈관신생의 핵심역할을 하는 'YAP/TAZ' 전사인자가 주요 표적이 될 것으로 기대됩니다.

전사인자는 DNA의 유전정보를 활성화하거나 억제하는 조절 단백질을 말합니다. 혈관이 새로 형성될 때, 세포 간 신호전달이나 상호작용은 기존에 많은 연구들이 축적돼 왔습니다. 반면 전사 단계의 연구는 상대적으로 적은 편이었습니다. 최근 혈관신생 단계에서 어떻게 유전자가 조절되고 세포활동에 영향을 주는지 활발히 연구되고 있습니다.

혈관신생은 크게 2단계를 거칩니다. 혈관내피세포가 혈관내피세포 성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)의 자극을 받아 사상위족(Filopodia)을 만들고 끝세포(Tip cell)로 분화됩니다. 끝세포의 주변세포는 대세포(Stalk cell)로 분화해 혈관 성장을 돕습니다.

이렇게 만들어진 혈관은 혈관주변세포를 끌어 들이고 혈관내피세포와 혈관주변세포가 혈관벽의 일부인 혈관 기저막을 형성하면서 혈관이 성숙됩니다. 이 과정에서 세포골격이 변화, 성장하고 주변세포를 모으기 위해 물질분비 등 다양한 세포활동을 동반합니다.

혈관 연구단의 김유형 연구원(KAIST 박사과정생)과 김종신 연구위원은 세포 활동의 필수 전사인자인 'YAP/TAZ'에 주목했습니다. 'YAP/TAZ' 전사인자는 히포 신호전달 회로의 주요 조절자로 상피세포(동물의 몸이나 내장기관의 표면을 덮고 있는 세포)의 분화, 분열, 이동을 조절합니다. 각 장기(Organ)의 발생과 크기를 결정합니다. 연구팀은 'YAP/TAZ' 전사인자 기능이 전체 혈관의 성장과 모양을 결정할 것으로 예상하고 실험을 설계했습니다.

연구팀은 생후 2~3일 된 생쥐의 'YAP/TAZ' 전사인자 발현을 억제한 실험군을 만들었습니다. 실험군의 망막과 뇌 혈관의 변화를 관찰한 결과 비정상적 혈관발아, 혈관내피세포의 성장저하, 혈관 기저막의 형성이 떨어지는 것을 확인했습니다.

'YAP/TAZ' 전사인자의 발현이 억제되자 사족 형성에 관여하는 단백질과 혈관내피세포의 경계를 만드는 단백질(junctional protein)을 조절하는데 문제가 생겼습니다. 끝세포가 꽈리 모양으로 변하고 사족이 제대로 만들어지지 않았습니다. 혈관장벽 형성이 어려워 뇌출혈도 발생했습니다.

연구를 이끈 고규영 단장은 "전사인자 단계에서 혈관신생 과정을 이해하는 것은 황반변성이나 암혈관신생 등 병적 혈관신생이 원인이 되는 질병에 새로운 치료법을 제시하는데 큰 도움이 될 것"이라고 말했습니다.

한편 이번 연구 결과는 미국 임상연구학회에서 발간하는 임상연구학회지(Journal of Clinical Investigation)에 8월15일자(YAP/TAZ regulates sprouting angiogenesis and vascular barrier maturation)에 실렸습니다.