[의학신문·일간보사=박재영 기자] 칠곡경북대병원 내분비대사내과 전재한·김민지·이인규(경북대병원) 교수와 광주과학기술원 안진희 교수가 공동으로 연구한 “PDK4 억제를 통한 숙신산 축적과 미토콘드리아 손상을 막는 허혈-재관류 신손상의 새로운 치료법” (1저자 경북대 오창주 박사, 칠곡경북대병원 김민지 교수, 경북대 이지민 박사)이 신장병 관련 SCIE 국제학술지 ‘국제신장저널(Kidney International, IF=19.6)’에 연구결과가 게재됨과 더불어 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에 이름이 등재됐다.
국제신장저널(Kidney International, 상위 2.8%)은 비뇨기/신장과학 분야의 대표 저널인 네이처리뷰신장학(Nature Reviews Nephrology, 상위 0.6%), 유럽비뇨기학(European Urology 상위 1.7%)과 함께 학계에서 최상위 저널로 평가받고 있다.
허혈-재관류에 의한 급성 신손상은 높은 장애 및 사망률을 동반하지만, 아직 특정 예방 및 치료 전략이 없는 상태이다. 허혈-재관류 손상이 발생하는 과정에서 반응성 산소종(ROS)의 과도한 축적은 미토콘드리아 기능 장애를 초래하는 것으로 알려져 있다.
최근 연구에서는 세포내 숙신산의 축적이 허혈-재관류 손상 중 과도한 반응성 산소종 생성의 주원인으로 제시됐다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 미토콘드리아 효소 억제를 통해 숙신산 축적을 차단해 허혈-재관류로 인한 신장 손상을 예방하는 새로운 접근법을 제안했다.
피루브산 탈수소 효소 키나아제 4(pyruvate dehydrogenase kinase 4, PDK4)는 세포의 에너지 대사를 제어하는 주요 미토콘드리아 효소로 해당과정 및 산화적 인산화를 연결하는 피루브산 탈수소 복합제(PDC)를 억제하는 효소이다.
이번 연구를 통해 연구팀은 허혈-재관류 신손상 모델 생쥐의 신장조직에서 미토콘드리아 효소인 PDK4 발현이 증가하고, 근위세뇨관 특이적으로 PDK4를 억제하였을 때 신손상이 개선됨을 확인했다.
특히, 연구팀은 PDK4가 억제되었을 때 반응성 산소종 유도 주원인인 숙신산 축적을 억제시킴으로써 △반응성 산소종 감소 △미토콘드리아 기능 저하 억제 △조직 손상 예방 등을 확인했으며, 연구진에서 새롭게 합성한 PDK4 억제제의 예방효과 뿐 아니라 허혈 후 투여 시에도 신장 손상이 완화됨을 확인함으로써 PDK4 억제제의 치료효과를 검증했다.
이번 연구를 통해 연구팀은 “디메틸 숙신산(dimethyl succinate)을 투여하여 세포내 숙신산 축적을 인위적으로 유도했을 때 PDK4 결핍의 효과가 약화되는 것을 관찰했다”며 “이 결과는 숙신산 축적의 억제가 신장을 보호하는데 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다”고 설명했다.
연구팀은 “PDK4 억제는 허혈-재관류로 인한 신장 손상을 예방하는 새로운 방법이며, 이는 숙신산 축적과 미토콘드리아 기능 장애를 감소시키는 방법으로, 신장에 대한 반응성 산소종의 과생성을 억제함으로써 실현된다”고 밝혔다.
또 연구팀은 “치료제가 알려져 있지 않은 허혈재관류 신손상의 분자세포학적 기전을 연구해 PDK4라는 새로운 치료표적을 발굴하고 예방 및 치료효과를 검증한 것이 이 연구의 중요한 의의”라며 “PDK4 억제제의 임상시험 연구를 예정하고 있어 환자에게 도움이 되는 치료제를 하루 빨리 실용화하는 것이 궁극적인 연구의 목표”라고 강조했다.
기사출처: http://www.bosa.co.kr/news/articleView.html?idxno=2203015