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| ▲ 경상국립대 윤승필·김종원 교수 연구팀 |
[뉴스앤톡] 경상국립대(총장 권진회) 의과대학 약리학교실 윤승필·김종원 교수 연구팀이 우리 몸의 면역 반응을 켜고 끄는 핵심 단백질 ‘STAT1’이 어떤 방식으로 조절되는지를 종합적으로 분석한 연구 성과를 국제학술지에 발표했다.
연구팀은 특히 비타민C와 세포의 에너지 대사산물인 피루브산 등 영양·대사 관련 물질이 STAT1의 기능을 조절할 수 있다는 최신 연구 결과에 주목했다. 이를 바탕으로 STAT1이 세포의 영양 상태와 면역 반응을 연결하는 '연결고리'로 작용할 가능성을 제시했다.
이번 논문은 Cell Press(엘스비어)가 발행하는 약리학 분야 국제 학술지 《Trends in Pharmacological Sciences》(IF 24.0, JCR 약리학·약학 분야 상위 0.4%)에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Emerging STAT1 post-translational modifications: mechanisms and translational perspectives’이다.
■ 면역의 '스위치', 인산화만으로는 설명 안 돼
STAT1은 바이러스나 세균 같은 외부 위협이 들어왔을 때 면역 반응을 지휘하는 단백질이다. 감염 방어는 물론 염증, 암세포를 공격하는 항암 면역에도 관여한다. 면역 신호물질인 '인터페론'을 받으면 STAT1에 인산(phosphate)이 붙는 '인산화'가 일어나 활성화되고, 세포핵으로 이동해 면역 관련 유전자들을 작동시킨다.
지금까지 STAT1 연구는 대부분 이 인산화에 초점을 맞춰 왔다. 하지만 최근 단백질이 만들어진 뒤 여러 화학적 표지가 덧붙는 '번역 후 변형'이 STAT1의 활성과 수명, 다른 단백질과의 결합까지 좌우한다는 연구가 잇따르면서, 이를 종합적으로 정리할 필요성이 커졌다.
■ 비타민C는 면역 신호 '유지', 피루브산은 '약화'
연구팀은 최근 새롭게 보고된 두 가지 변형에 주목했다. 비타민C에서 유래한 '비트실화(vitcylation)'와 피루브산과 관련된 '피루빌화(pyruvylation)'다.
기존 보고에 따르면 비트실화는 STAT1이 비활성화되는 것을 막아 면역 관련 유전자와 항원 제시 분자의 발현을 늘린다. 반면 피루빌화는 STAT1이 다른 신호전달 단백질과 결합하는 것을 방해해 항바이러스 면역 반응을 약하게 만든다.
같은 단백질이라도 어떤 영양·대사 물질과 만나느냐에 따라 면역 반응이 강해지기도, 약해지기도 할 수 있다는 의미다.
■ STAT1을 통째로 막는 대신, 정밀하게 조절해야
STAT1은 감염병, 암, 각종 염증성 질환에 관여하지만 정상적인 면역 방어에도 꼭 필요하다. 이 때문에 STAT1을 일괄적으로 억제하거나 활성화하는 치료법은 부작용 우려가 있다.
연구팀은 인산화부터 최신 변형까지 STAT1을 조절하는 다양한 기전을 체계적으로 정리하고, 각 변형이 STAT1의 활성·안정성·세포 내 이동·유전자 발현에 서로 다른 방식으로 작용한다는 점을 밝혔다. 또 이러한 조절이 세포 종류와 질환 환경에 따라 달라질 수 있는 만큼, 여러 변형 간 상호작용을 규명하는 후속 연구가 필요하다고 제안했다.
이번 성과는 정상 면역 기능은 지키면서 질병과 관련된 면역 반응만 선택적으로 조절하는 정밀 면역치료 전략 개발에 학문적 토대를 제공할 것으로 기대된다.
윤승필 교수는 “면역 반응은 단순히 켜고 끄는 문제가 아니라, 우리 몸의 영양·대사 상태와 맞물려 정교하게 조절된다”라며 “이번 연구가 부작용은 줄이고 효과는 높이는 맞춤형 면역 치료 전략을 찾는 데 기초가 되길 기대한다”라고 말했다.
이번 연구에는 경상국립대 의과대학 약리학교실 임수열 박사와 박사과정생 이소은 씨가 공동 제1저자로, 윤승필·김종원 교수가 교신저자로 참여했다.
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