혈관신생 과정에서 첨단세포 활성화를 조절하는 Merlin의 수문장(Gatekeeper) 역할. (IBS 제공)© 뉴스1

국내 연구진이 혈관세포에 존재하는 멀린(Merlin)이라는 단백질이 혈관신생을 억제적으로 조절하는 핵심물질이라는 새로운 사실을 동물 실험을 통해 밝혀냈다.

그간 혈관신생을 촉진하는 조절인자에 대한 연구가 많이 이루어졌지만 이를 반대로 조절하는 과정에 대해 규명한 건 이번 연구가 처음이다.13일 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 고규영 단장 연구팀에 따르면 혈관신생 시 혈관내피세포 성장인자(VEGF)와 이 물질이 결합하는 VEGF 수용체(VEGFR)가 혈관 첨단세포(Tip cell)를 활성화해 혈관신생을 촉진시킨다.

VEGF 자극을 통해 혈관내피세포 중 특정세포가 사상위족(손바닥 모양의 말초신경돌기)을 형성하면서 첨단세포로 분화한다.

이어 첨단세포 주변세포는 대세포로 분화, 세포증식을 통해 혈관의 내강(Lumen)을 만든다. 이후 세포와 세포 접합 연결단백질인 VE-Cadherin에 의해 혈관내피세포가 안정화되면서 혈관생성분화 과정을 마치게 된다.

연구팀은 생쥐의 혈관에서 특이적으로 Merlin의 발현을 억제한 실험군을 만들었다.

이어 실험군의 망막 혈관 변화를 관찰한 결과 사상위족을 가진 첨단세포가 대조군에 비해 증가하나 혈관 몸통을 이루는 대세포는 줄어드는 것을 확인했다.

이를 통해 Merlin이 세포막에 있는 VEGF 수용체와 결합해 VEGF 수용체의 세포 내 이동에 따른 첨단세포 활성화를 억제하는 것을 밝혀냈다.

더 나아가 Merlin이 혈관신생 과정에서 VE-Cadherin 밀도의 높고 낮음에 따라 VEGF 수용체의 세포 내 이동을 조절하는 수문장 역할을 함으로써 특정 혈관내피세포가 첨단세포로 분화 유도되는 기작을 규명했다.

VE-Cadherin 밀도가 높은 혈관내피세포에서는 Merlin, VEGF 수용체와 VE-Cadherin이 서로 결합함으로써 VEGF 수용체의 세포 내 이동을 억제한다. 반대로 VE-Cadherin 밀도가 낮을 경우 상호결합력이 약해져 VEGF 수용체의 세포 내 이동이 증가해 VEGF 신호전달이 활성화되고 첨단세포의 성장유도가 촉진되는 것을 확인했다.

특히 이 현상은 망막 혈관뿐만 아니라 VEGF가 과발현되는 갑상선과 소장융모에서도 동일하게 확인됐으며 생쥐 종양모델에서도 발견할 수 있었다.

Merlin이 오히려 종양의 성장을 촉진하는 결과로 지금까지 다른 조직에서 종양억제자로 알려진 Merlin의 역할과 달리 혈관발달 측면에서는 차별화된 역할이 있음을 확인한 것이다.

고규영 단장은 “암, 황반변성 등의 질환뿐만 아니라 다양한 혈관질환에 대해 Merlin을 표적하는 신약개발의 가능성을 열 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드벤스’ 온라인판에 지난 11일 게재됐다.


km5030@news1.kr