'폭음 간손상' 발생 경로 세계 첫 확인...치료 실마리 확보

KAIST-보라매병원, 유사시냅스 작동 원리 등 동물 실험으로 규명

폭음으로 인한 간 손상과 염증 반응이 어떤 경로로 일어나는지가 세계 최초로 규명됐다. 연구진은 향후 알코올성 간질환 진단과 치료의 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대했다.

KAIST(총장 이광형)는 의과학대학원 정원일 교수 연구팀이 서울대 보라매 병원 김원 교수 연구팀과 음주로 인한 간 손상 및 염증(알코올 지방간염, ASH) 발생 기전을 분자 수준에서 규명하고, 이를 치료할 단서를 확보했다고 17일 밝혔다.

과도한 음주는 간에 타격을 입힌다. 이 가운데 약 20%는 알코올 지방간염으로 진행된다. 지방간염은 또 간경변증과 간부전으로 이어지기도 한다.

KAIST와 서울대 보라매병원이 음주 간손상 경로를 처음 규명했다. 왼쪽부터 KAIST 의과학대학원 양경모 박사, 정원일 교수, 김규래 박사과정.(사진=KAIST)

정원일 교수는 "음주 시 활성산소(ROS)가 발생해 간세포 사멸과 염증 반응을 유발하는 새로운 분자 메커니즘을 규명했다"며 "간세포가 신경계 시냅스처럼 신호를 주고 받는 유사시냅스를 형성하고 염증을 유도하는 ‘새로운 신경학적 경로’를 세계 최초로 밝혀냈다"고 설명했다.

정 교수는 "잦은 음주가 ‘소포성 글루탐산 수송체(VGLUT3)’ 발현을 증가시키고, 이로 인해 간세포에 글루탐산이 축적된다"며 "이후 폭음으로 간세포 내 칼슘 농도가 급격하게 변하게 되면 글루탐산 분비가 촉발된다"고 부연 설명했다.

글루탐산은 아미노산 일종이다. 뇌와 간 등에서 세포 간 신호전달, 단백질 합성, 에너지 대사 등에 관여하지만, 지나치게 많으면 신경세포가 과흥분되면서 세포를 손상시키거나 사멸시키는 것으로 알려졌다.

연구팀은 분비된 글루탐산이 간 내 상주 대식세포인 쿠퍼세포의 글루탐산 수용체(mGluR5)를 자극, 활성산소(ROS) 생성을 유도하고 이는 곧 간세포 사멸과 염증 반응으로 이어지는 병리적 경로를 확인했다.

양경모 박사는 "음주시 간세포와 쿠퍼세포가 일시적으로 신경전달 물질처럼 '유사시냅스’를 형성해 신호를 주고받는 현상을 처음 규명했다"고 말했다.

양 박사는 "유사시냅스가 형성된다는 의미는 손상된 간세포의 단순 사멸이 아니라, 인접한 쿠퍼세포에 신호를 보내 면역 반응을 유도할 수 있다는 의미"라고 부연 설명했다.

음주 시 칼슘 수송체와 단백질 복합체의 발현 변화 확인 그림.(자료=KAIST)

정원일 교수는 연구 의미에 대해 "이는 말초 장기에서도 ‘세포 간 밀접한 구조적 접촉을 통해 신호전달이 가능하다’라는 새로운 패러다임을 제시한 것"이라고 말했다.

연구팀은 알코올로 손상된 간세포가 능동적으로 대식세포를 자극해 간세포의 사멸을 통한 재생을 유도하는 ‘자율 회복기능’도 존재함을 보여준 것이라고 해석했다.

실제 연구팀은 글루탐산 수송체(VGLUT3), 글루탐산 수용체(mGluR5) 및 활성산소 생성 효소(NOX2)를 유전적 또는 약리적으로 억제하면 알코올로 인한 간 손상이 줄어든다는 사실을 동물 모델을 통해 입증했다.

연구결과는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈'(7월 1일 자)에 게재됐다.