보도자료

2023. 1. 10 (화) 부터 보도해 주시기 바랍니다.

류마티스성 관절염 치료법의 실마리 발견!

UNIST 박성호 교수팀, 대식세포를 파골세포로… 후성유전학적 기전의 규명
NFATC1 유전자의 슈퍼인핸서 RNA를 통한 치료 표적으로서 활용 가능성 확인

UNIST(총장 이용훈) 생명과학과 박성호 교수팀은 류마티스성 관절염 환자의 관절부 뼈를 손상시키는 파골세포에 대한 연구결과를 발표했다.

박성호 연구팀은 효소 반응으로 뼈를 녹이는 파골세포의 분화 과정과 관련된 기전을 표적으로 한 치료 방법의 가능성 연구했다. 먼저 파골세포의 형성에 중요한 인자로 알려진 NFATC1 유전자 가까이에 슈퍼인핸서가 형성되고 이것이 파골세포에서만 형성되는 것을 확인했다.

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또한 파골세포 형성 중의 NFATC1 슈퍼인핸서에서는 비암호화 RNA의 일종인 인핸서 RNA가 형성되는 것을 확인했다.

비암호화 RNA는 단백질을 암호화하지는 않지만 유전자의 발현 조절에 중요한 역할을 담당한다. 특히 분자 서열의 특이성 때문에 쉽게 치료 표적으로 삼을 수 있다. 실제로 NFATC1 슈퍼인핸서 RNA를 방해하면 파골세포의 형성이 함께 억제되는 것을 관찰했다.

이번 연구를 통해 파골세포 분화 과정에서 형성되는 NFATC1 슈퍼인핸서 RNA가 치료 표적으로서 활용이 가능하단 사실을 확인했다.

박성호 생명과학과 교수는 “이번 연구 결과가 류마티스성 관절염의 치료법 개발에 큰 진전이 될 것이다”고 전했다.

이번 연구는 셀룰러 앤 몰리큘러 이뮤놀로지(Cellular and Molecular Immunology) 학술지에 2023년 1월에 출판 예정됐다.

(논문명: RANKL-responsive epigenetic mechanism reprograms macrophages into bone-resorbing osteoclasts.)

자료문의

대외협력팀: 김학찬 실장, 우종민 담당 (052)217-1232

생명과학과: 박성호 교수 (052)217-5203

[붙임] 연구결과 개요

1. 연구배경

류마티스성 관절염은 면역계가 관절 조직을 공격하여 손상시키는 자가면역질환이다. 환자의 관절부위에는 심각한 뼈의 손상이 일어나며, 이는 뼈를 녹이는 역할을 맡는 파골세포의 비정상적인 활성화와 이어져 있다. 류마티스성 관절염의 치료는 대부분 이상면역반응에 대한 것으로, 환자가 겪는 뼈의 손상에 대한 치료는 보편화되어있지 않다. 우리 연구진은 오직 파골세포의 분화에 관여하는 기전을 찾고, 이를 표적으로 파골세포의 분화를 억제하여 뼈의 손상을 예방할 수 있는 치료 표적을 찾고자 하였다.

2. 연구내용

우리는 여러 종류의 시퀀싱을 통해, 파골세포의 분화에 관여하는 전사인자인 NFATC1의 유전자 근처에서 슈퍼인핸서라는 후성유전학적 조절 요소를 발견하였다. NFATC1 슈퍼인핸서는 오직 파골세포에서만 형성되었으며, 류마티스성 관절염과 관련된 다른 세포에서는 출현하지 아니하였다. 또, NFATC1 슈퍼인핸서에서는 비암호화 RNA (non-coding RNA)의 일종인 인핸서 RNA가 전사되어 나왔는데, 이 NFATC1 슈퍼인핸서 RNA가 없어지면 파골세포의 분화 과정이 억제되는 바, 이 NFATC1 슈퍼인핸서와 그 인핸서 RNA가 파골세포의 분화에 반드시 필요하다는 것을 확인하였다.

3. 기대효과

이번 연구를 통해 확인한 NFATC1 유전자의 슈퍼인핸서 RNA는 파골세포에 대한 특이성이 높으며, 트랜스펙션이나 엑소좀을 통해 쉽게 전달할 수 있기 때문에 류마티스성 관절염에서 나타나는 뼈의 손상에 대한 좋은 치료 표적이 될 것이다.

[붙임] 용어설명

1. 대식세포 (Macrophage)

내재성 면역에 관여하는 골수계 면역 세포. 주로 탐식 작용을 통해 병원체를 제거하나 다른 세포와의 상호작용을 통해 면역 반응에 참가하기도 한다.

2. 파골세포 (Osteoclast)

골수계 면역 세포인 단핵구의 융합을 통해 형성되는 다핵성 세포로서, 뼈의 표면에 붙어서 효소 반응으로 뼈를 녹이며 골아세포와 함께 뼈의 올바른 형성과 항상성 유지를 담당한다.

3. 후성유전학 (Epigenetics)

프로모터 및 인핸서 등의 비암호화 서열, 히스톤 단백질의 변화와 DNA 메틸화를 통한 유전자 발현의 조절과 같이 DNA 서열의 차이와는 관계 없는 발현 조절에 대한 학문을 일컬는다.

4. 인핸서 (Enhancer)

DNA 서열 중 자신과 관련된 유전자에서 멀리 떨어진 곳에 있으면서 해당 유전자의 발현의 조절에 관여하는 부분. 인핸서 중 일부는 높은 밀도로 모여 보통의 인핸서보다 현저히 높은 세포 계통 특이성과 강한 활성을 띠는 슈퍼인핸서 구조를 형성하기도 한다.

5. NFATC1

일부 유전자의 발현을 돕는 전사인자로서, 파골세포의 분화에 지배적인 역할을 맡는다는 것이 알려져 있다.

6. 비암호화 RNA (non-coding RNA)

단백질을 암호화하는 mRNA와는 다르게, 그 자체로는 단백질의 아미노산 순서 정보를 담고 있지 않으며 자체적으로는 단백질을 만들어내지 않는 RNA 분자. 자신과 관련된 유전자를 조절하는 기능이 있다.

비암호화 RNA는 단백질을 만드는 mRNA와 같이 A, C, G, T의 네 가지 뉴클레오타이드로 구성되어 있다. A는 맞은편의 T와, G는 C와 결합할 수 있다. 비암호화 RNA에 맞는 서열의 RNA 분자(상보적 RNA)를 만들면, 해당 비암호화 RNA가 상보적 RNA에 붙으면서 기능을 잃어버리기 때문에, 이 원리를 응용하면 비암호화 RNA를 방해할 수 있다.

[붙임] 연구결과 개요, 용어설명