김재찬 중앙대병원 안과 교수팀(박수현, 이수진 연구원)과 김경우 연구원(주저자, 박사과정)은 ‘리보핵산분해효소5(ribonuclease5, RNase 5)’를 이용한 난치성 각막내피질환의 새로운 재생 의학적 치료기술에 대한 연구논문을 최근 세계적 과학저널인 네이처(Nature) 자매지에 게재했다고 30일 밝혔다.

각막은 창문처럼 빛을 받아들이는 역할을 하는 안구에서 유일한 투명조직이다. 이 중 각막 가장 안쪽에 위치한 각막 내피세포는 각막의 투명도를 유지해 시력을 보존하는 중추적인 역할을 한다. 외상, 수술, 선천질환, 면역염증 등으로 각막내피 조직이 심하게 손상되면 실명으로 이어질 수 있다.

각막 내피세포는 다른 조직이나 세포와 달리 생체 내에서 자가증식력이 거의 없다. 이로 인해 각막내피질환 환자는 약물치료로 쉽게 회복하지 못하고 각막이식수술에 의존하고 있는 실정이다.

김 교수팀은 이번 연구에서 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’ 단백이 각막 내피세포 내에서 정상적으로 존재하는 반면 각막내피질환 환자에서는 현저히 부족하다는 사실을 확인했다. 이를 바탕으로 각막 내피세포에 ‘리보핵산 분해효소5(RNase 5)’를 투여한 결과 각막내피세포의 생존 정도가 향상됐다.

연구팀은 또 리보핵산 분해효소5(RNase 5)가 세포 핵 속으로 들어가 ‘포스파티딜이노시톨 3-인산화효소(PI3-kinase)/단백질인산화효소 B(Akt)’ 경로 활성화를 거쳐 ‘세포주기 조절억제인자(p27Kip1)’ 인산화, 사이클린D1/D3(cyclin D1/D3) 및 사이클린 E(cyclin E)의 발현 증가를 통해 각막 내피세포를 증식시킬 수 있음을 규명했다.

연구팀은 동물실험을 통해 각막내피 손상 토끼모델에서 리보핵산 분해효소5(RNase 5)를 안약으로 투여해 각막내피의 창상 치유를 촉진시키는 데에도 성공했다.

김재찬 교수는 “이번 연구는 각막 기증자 수가 부족하고 거부반응 위험이 있는 기존 치료법인 각막이식수술의 단점을 극복할 수 있는 가능성을 제시했다”며 “지속적인 연구로 리보핵산 분해효소5(RNase 5)를 이용한 치료법의 현실화 및 실용화에 앞장설 것”이라고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업 지원을 받아 수행됐으며, 세계적인 과학저널인 ‘네이처(Nature)’ 자매지인 ‘사이언티픽리포트(Scientific Reports)’ 8월 16일자 온라인판에 게재됐다.