김락균 연세대 의대 의생명과학부 교수팀이 류마티스 관절염 발병 예측과 치료를 도울 핵심물질을 찾아내 작용 원리까지 규명했다.

연구팀은 ‘겔솔린(Gelsolin, GSN)’ 단백질이 류마티스관절염 환자에서 다량 발생하는 ‘NLRP3 염증복합체’의 활성화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다고 2일 발표했다.

류마티스관절염은 지속적으로 염증이 발생해 관절을 훼손한다. 방치하면 연골과 뼈의 파괴로 이어지기 때문에 상태가 심각해지기 전에 빠르게 발견해 관리하는 게 중요하다. 그동안 다양한 진단 마커들이 제안되었지만, 작용 기전이 명확히 밝혀지지 않아 임상에 활용하기에는 한계가 있었다.

연구팀이 주목한 겔솔린은 세포 모양 변화와 이동성, 세포 사멸 억제에 관여하는 단백질이다. 류마티스관절염 환자의 혈액에서 낮은 농도로 발견되는데, 연구진은 이 점에 착안해 겔솔린이 NLRP3 염증복합체의 활성을 억제한다는 사실을 밝혀냈다. NLRP3 염증복합체는 염증성 사이토카인인 IL-1β와 관련이 있으며, 류마티스관절염의 염증반응을 촉진한다.

연구팀은 유전자편집 기술을 이용해 겔솔린이 결핍된 쥐와 정상 쥐에게 류마티스관절염을 유도하고 염증반응을 비교했다. 그 결과, 겔솔린 결핍 쥐 그룹은 발과 발목에 부종이 더 심각하게 나타는 관절염 증상을 보였으며, 염증성 사이토카인이 과도하게 분비됐다.

연구진은 나아가 겔솔린이 세포 내 칼슘 균형과 미토콘드리아의 안정성을 유지해 과도한 염증반응을 억제하는 역할을 한다는 사실도 밝혔다. 겔솔린은 NLRP3와 결합해 염증복합체 형성을 방해하고, NLRP3 염증복합체가 미토콘드리아로 이동하는 것을 억제했다. 그 결과, 염증 반응을 줄이는 효과가 나타났다.

이런 결과는 겔솔린이 부족하면 NLRP3 염증복합체가 과도하게 활성화되고, 이로 인해 류마티스관절염 증상이 악화된다는 사실을 보여준다. 류마티스관절염 환자에서 관찰된 겔솔린의 감소가 단순한 현상이 아닌, 질병의 진행과 밀접하게 연결되어 있다는 의미다.

김락균 연세대 의대 의생명과학부 교수

이변 연구결과에 대해 김락균 교수는 “류마티스관절염 외에 다양한 염증성 질환에서도 겔솔린을 진단 마커와 치료 표적 물질로 활용할 수 있음을 암시한다”며 “오랫동안 한계에 부딪쳤던 류마티스관절염 발병 예측과 치료제 개발에 중대한 돌파구를 마련할 것으로 기대한다.”고 설명했다. 

이번 연구는 니혼의과대학, 오사카대학, 게이오대학 등과 국제 공동연구로 진행됐다. 네이처에서 발행하는 ‘세포사멸과 분화’(Cell Death & Differentiation, IF=13.7) 저널에 게재됐다.