심근세포 연구를 통해 손상된 심장 세포를 재생하는 새로운 방법 발견

노스웨스턴 의대의 과학자들은 쥐의 손상된 심장 근육 세포를 재생하는 방법을 발견했는데, 이는 소아의 선천적 심장 결함과 성인의 심장마비 후 심장 손상을 치료하는 새로운 길을 열어줄 수 있다고 Journal of Clinical Investigation 에 발표된 연구 결과에서 밝혔습니다.

시카고 앤 & 로버트 H. 루리 어린이 병원에 따르면, 저형성 좌심 증후군(HLHS)은 임신 중 아기의 심장 좌측이 제대로 발달하지 않아 발생하는 드문 선천성 심장 질환입니다. 이 질환은 신생아 5,000명 중 1명에게 발생하며, 생후 첫 주 심장 질환 사망의 23%를 차지합니다.

연구의 수석 저자이자 신생아과 소아과 교수인 폴 슈마커 박사는 심장 근육을 수축시키는 세포인 심근세포는 신생아 포유류에서는 재생할 수 있지만 나이가 들면서 이 능력을 잃는다고 말했습니다.

"출생 당시에도 심장 근육 세포는 유사 분열을 경험할 수 있습니다."라고 슈마커는 말했다. "예를 들어, 갓 태어난 생쥐의 심장이 생후 1~2일째에 손상을 입었다면, 그 생쥐가 성체가 될 때까지 기다렸다가 심장의 손상된 부위를 보면 손상이 있었다는 사실을 결코 알 수 없을 것입니다."

현재 연구에서 슈마커와 동료들은 성인 포유류 심근세포가 태아의 재생 상태로 돌아갈 수 있는지 알아보고자 했습니다.

태아 심근세포는 미토콘드리아를 통해 세포 에너지를 생성하는 대신 포도당을 이용해 생존하기 때문에, 슈마커와 동료들은 성체 쥐의 심장에서 미토콘드리아 관련 유전자인 UQCRFS1을 삭제하여 태아와 유사한 상태로 되돌렸습니다.

연구진은 심장 조직이 손상된 성체 생쥐에서 UQCRFS1이 억제된 후 심장 세포가 재생되기 시작하는 것을 관찰했습니다. 연구에 따르면, 세포들은 태아 심장 세포의 기능과 유사하게 포도당을 더 많이 소비하기 시작했습니다.

연구 결과에 따르면 포도당 사용량을 늘리면 성인 심장 세포의 세포 분열과 성장이 회복될 수 있으며 손상된 심장 세포를 치료하는 새로운 길을 제공할 수도 있다고 슈마커는 말했습니다.

"이것은 심장학에서 가장 중요한 질문 중 하나를 해결하는 첫 걸음입니다. 즉, 심장 세포를 다시 분열시켜 심장을 복구할 수 있는 방법은 무엇일까요?"라고 폐 및 중환자 치료과에서 세포 및 발달 생물학과와 의학과 교수이기도 한 슈마커는 말했습니다.

슈마커와 그의 동료들은 이러한 발견을 바탕으로 유전자 변형 없이 심장 세포에서 이러한 반응을 유발할 수 있는 약물을 식별하는 데 집중할 것입니다.

"유전자 변형과 같은 방식으로 이러한 반응을 활성화하는 약물을 찾을 수 있다면, 심장 세포가 성장한 후에 약물 투여를 중단할 수 있습니다."라고 슈마커는 말했습니다. "HLHS를 앓고 있는 어린이의 경우, 이를 통해 정상적인 좌심실 벽 두께를 회복할 수 있을 것입니다. 이는 생명을 구하는 일이 될 것입니다."

슈마커는 이 접근법이 심장마비를 겪은 성인에게도 사용될 수 있다고 말했습니다.

"이건 큰 프로젝트였고, 참여해 주신 모든 분들께 감사드립니다."라고 슈마커는 말했다. "논문에는 노스웨스턴 대학교 교수 15명이 공동 저자로 참여하고 있으니, 진정한 팀워크의 결실이었습니다."