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원뿔세포를 생존시켜 알피 실명을 막는 새로운 메카니즘
최정남	2017-09-27	5,050
------------포도당을 사용한 원뿔세포 회복 연구-------------------- 1) 알피는 막대세포 만 죽어가야 하는 데, 왜 원뿔세포 까지 덩달아 죽어가면서 실명에 이르는가? 이 질문은 그동안 알피 실명을 차단하는데 과학자들이 던지는 매우 중요한 질문이 되어 왔습니다. 그 이유는, 알피로 인해 시세포 중 막대세포가 죽어가는 것은 어쩔 수 없더라도, 우리 시야의 중심부에 많이 존재하는 원뿔세포의 죽음을 막고 보호할 수만 있다면, 우리는 사람들의 얼굴 표정은 물론 핸드폰 문자와 책을 읽을 수 있는 정도의 일상적 시력은 유지할 수 있기 때문이지요. 2000년 초반 과학자들은 이 질문에 대한 해답을 구하기 시작하였습니다. 그리고 원뿔세포의 퇴화는 막대세포 외절 (바깥쪽 마디)의 퇴화가 75%이상 되었을 때 부터 관찰되어 진다는 사실을 발견하였지요. 그래서 과학자들은 18가지 다른 유형의 변이 유전자로 발병하는 알피들을 대상으로 원뿔세포의 손실이 공간적, 그리고 시간적으로 막대세포의 손실과 연관이 있다는 사실을 증명하게 되었습니다. 그리고 아래와 같은 가설을 세워 과학자들은 본격적인 연구에 돌입하였습니다. 가설 A) 첫 번째, 막대세포의 독성을 띤 부산물이 원뿔세포의 죽음을 촉진한다. 가설 B) 원뿔세포의 퇴화는 이웃한 막대세포에 의해 이루어지던 구조적인 지지대의 손실과 생화학적 미세 환경의 변화 때문에 일어난다. 가설 C) 망막색소상피와 신경절세포의 이차적인 변화가 광수용세포의 생존을 방해 할 가능성이 있다. 가설 D) 마지막으로, 막대세포가 원뿔세포의 생존을 유지시키는데 필수적인 역할을 하는 몇 가지 종류의 인자를 만들어 낼지도 모른다. 이러한 가설 하에서 어떤 이유에서든지 막대세포가 소멸하게 되면, 원뿔세포의 생존에 영향을 미치는 인자(Factor)의 생산이 중지되면서 원뿔세포의 퇴화를 촉진하게 된다. 이러한 가설들은 2005년도 파리의 시각 연구소 호세 사엘 박사팀에 의해 막대 세포가 원뿔 세포의 생존을 유지시키는 물질을 분비하고 있음이 규명되어 가설 D)로 확증된 바 있습니다. 그리고 그 물질을 “막대세포에서 분비하는 원뿔세포 활성 단백질” (RdCVF)이라 고 이름이 붙여졌고, 지난 7월 21일 협회 학술 소식 685번에서 소개드린 바 와 같이 관련 물질을 치료제로 하는 알피 임상이 2019년도에 시작될 계획입니다. 그러나 이후 가설 A) 막대 세포 죽음에 따른 독성 반응도 2차적으로 원뿔세포의 죽음 을 촉진하는 사실도 밝혀졌으며, 이번 연구 발표에서는 망막 세포의 구조적인 변화 에 따라, 포도당 접근이 어렵다는 사실이 추가로 밝혀짐으로서 가설 B)도 알피의 실명에 일정부분 영향을 미치고 있다는 사실이 연이어서 밝혀지게 되었습니다. 따라서 막대세포 죽음 이후 원뿔세포의 죽음에 대한 이유가 오늘날에서 와서야 비로소 대부분이 학술적으로 규명 되었음을 우리는 아주 기쁘게 생각합니다. 오늘 소개드리는 내용은 위에서 언급한대로, 미국 루이스빌 대학 Henry Kaplan 박사팀이 원뿔세포는 막내세포가 죽은 상태에서도 수년 간을 버티며 살아간다는 점에 착안하여, 이 기간 동안에 막대 세포를 넣어주고 포도당을 주입시켜주는 병합 방식으로 “죽어가는 원뿔세포”를 회복시키는데 성공하였다는 소식을 먼저 전합니다. 그런데 이번 루이스빌 대학 연구팀의 발표 이전에도 이와 비슷한 연구 성과가 이미 미국 하버드 대학 연구소의 유전학 및 안과 분야의 Connie Cepko 박사팀 에 의해 2015년 6월 네이쳐 학술지에 발표된 적이 있습니다. 따라서 오늘은 두 연구팀의 내용을 정리하여 올려보도록 하겠습니다. 2) 루이스빌 대학 연구 성과의 요약 A) 알피로 인해 막대세포가 죽어가면 원뿔세포는 망막 색소상피층에 둘러 싸여 있는 상태가 되어 구조적으로 포도당 입자에 가깝게 접근할 수 없다. 이러한 결과로 당이 부족해지면서 원뿔세포는 기능을 못하는 휴면 상태로 들어가며 최종적 으로 죽음에 이른다. B) 루이스빌 연구팀은 원뿔세포들이 완전히 죽어갈 때 까지는 상당한 기간 휴면 상태를 유지하는데, 이러한 기간 동안 포도당을 투여하면 원뿔세포를 살려낼 수 있다. C) 연구자들은 첫째) 분화되기 직전의 다기능 막대 줄기세포를 망막 하부 공간에 투입하고 둘째) 포도당을 주입함으로서 원뿔세포를 살려내는 데 성공하였다. D) 이러한 연구 성과로 향후 약물 치료, 유전자 편집 기술, 그리고 줄기세포를 이용 하여 알피 치료제 개발에 나설 예정이다. 3) 미국 하버드 대학 Connie Cepko 연구팀 2015년 6월 미국 하버드 대학 하워드 휴즈 연구소의 유전학 및 안과 분야의 Connie Cepko 박사팀은 일찍이 네이쳐 학술지에 막대세포에서 분비하는 RdCVF 물질과 원뿔세포의 포도당 흡수에 관한 연구를 발표하고, 위의 루이스빌 대학 연구 에 대한 단초를 제공한 바 있습니다. 이들은 논문의 내용을 요약하면 아래와 같습니다. A) 원뿔세포의 포도당 흡수는 운송 단백질 Glut -1 에 의해 매개된다. 그리고 이 운송 단백질은 다른 단백질 Basigin-1 단백질과 상호 작용을 하고 있다. B) 그런데 막대세포에서 분비하는 RdCVF 물질은 원뿔 세포를 활성화 시키는 물질로서 Basigin-1 단백질과 상호 작용을 하여 포도당 흡수를 증가시키며 Glut -1 물질을 활성화시킴으로서 포도당으로부터 에너지 생산에 기여하는 것이다. C) 만일 알피에 걸리면 막대세포가 먼저 죽기 때문에 RdCVF 물질이 분비되지 않으며, 그 결과로 포도당을 흡수하지 못하는 원뿔세포가 연달아 죽어가는 것이다. 4) 프랑스 라비죵 연구소의 RdCVF 물질의 임상 프랑스 소재 라비죵 연구소가 개발해왔던 알피 치료제 RdCVF 가 Sparing Vision 계열사를 통해 임상을 추진 중이다. 관련 물질은 막대세포에서 기인한 영양 물질로 원뿔세포의 활성화에 효능이 있다는 사실이 알려졌다. 미국 실명퇴치 재단의 지원으로 그동안 실험실 차원에서 치료 효능이 체계적으로 입증된 바 있으며, 마침내 2019년 인간을 대상으로 하는 임상에 돌입할 예정이다. 이번 치료제의 개발에는 약 1,500 만 유로 (190억원) 가 투자되었으며 관련 회사는 프랑스 정부로부터 연구 관련 수상에 따른 30만 유로의 상금도 받은 바 있다 . RdCVF 물질은 망막세포가 분비하는 생체 단백질이며 호세 사엘 박사가 원뿔세포 를 보호하는 효능을 가지고 있다는 사실을 밝혀내었다. 5) 결론 이상과 같이 밝혀진 학술 성과로 미루어, 막대세포에서 기인하는 물질 RdCVF 의 임상과 더불어, 향후 포도당을 망막 하부 공간에 지속적으로 투여하는 기술이 병합된다면, 약 600 만 픽셀에 해당하는 원뿔세포를 살릴 수 있고 그로 인해 알피는 실명으로 부터 구제될 수 있다는 결론이다. -이상- 협회는 국내 알피 치료 연구를 위해 노력하고 있으며, 치료와 관련된 국제 학술 정보들을 가장 빠르고 정확하게 환우 여러분들에게 전하고자 노력하고 있습니다. 국내 치료 연구에 기반이 되는 이번 “ 유전체 분석 사업”과 더불어 관련 연구 기금에 많은 참여 있으시길 기대합니다. ** 나의 유전자 분석과 함께, 국내 기술 증진과 전문가 양성에 힘을 보태주세요.