KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽부터) 생명과학과 김세윤 교수, 생명과학과 양한슬 교수, 연세대 의생명과학부 황성순 교수, 생명과학과 박승은 박사, 생명과학과 이동은 박사과정

< (왼쪽부터) 생명과학과 김세윤 교수, 생명과학과 양한슬 교수, 연세대 의생명과학부 황성순 교수, 생명과학과 박승은 박사, 생명과학과 이동은 박사과정 >

 

우리 대학 생명과학과 김세윤양한슬 교수 공동연구팀이 `장 상피조직의 발생과 염증성 장염 회복과정의 핵심 효소발굴'에 성공했다고 6일 밝혔다. 

생명과학과 박승은 박사이동은 박사과정 학생이 공동 제저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지인 `세포 및 분자 소화기학 및 간장학 (Cellular and Molecular Gastroenterology & Hepatology)'에 지난 8월 19일 字 온라인 게재됐다.

※ 논문명 Gut Epithelial Inositol Polyphosphate Multikinase Alleviates Experimental Colitis via Governing Tuft Cell Homeostasis

※ 저자 정보 박승은 (한국과학기술원공동 제저자), 이동은 (한국과학기술원공동 제저자), 정재웅 (연세대학교 의과대학저자), 이수형 (반더빌트 의과대학공동 저자), 박승주 (한국과학기술원공동 저자), 류재승 (한국과학기술원공동 저자), 오세규 (카이노젠공동 저자), 양한슬 (한국과학기술원공동 교신저자), 황성순 (연세대학교 의과대학공동 교신저자), 김세윤 (한국과학기술원공동 교신저자), 포함 총 10 

염증성 장 질환은 1980년대 중반까지만 해도 국내 발병률은 매우 낮은 질환이었으나 건강보험심사평가원 자료에 따르면 2011년 말 만성 염증성 장 질환인 크론병 환자가 13천여 명궤양성 대장염 환자가 29천여 명으로 집계됐으며 이후로도 환자 수가 빠르게 증가하고 있다. 

궤양성 대장염과 크론병과 같은 염증성 장 질환(Inflammatory bowel disease)은 복통설사뿐 아니라 전신 무력감체중 감소장 천공 등의 합병증을 유발해 환자의 삶의 질을 크게 낮추는 심각한 질환이다. 

이러한 염증성 장 질환은 아직 발병 메커니즘이 명확하게 규명되지 않았으며 서구화된 식습관과 함께 유전적 이상이나 면역학적 장애 또는 스트레스와 같은 환경적인 요인이 복합적으로 관여하는 것으로 여겨진다. 

최근 염증성 장 질환의 환자군 일부에서 이노시톨 대사(체내 합성 또는 음식을 통하여 공급되는 이노시톨 영양소를 이노시톨 인산 물질들로 전환하는 세포 내 생화학적 반응)의 핵심 효소인 이노시톨 폴리인산 카이네이즈(Inositol polyphosphate multikinase, 이하 IPMK) 유전자에서 단일염기변이(single nucleotide polymorphism, SNP) 등이 보고됐다. IPMK 효소는 포유류의 이노시톨 대사에서 매우 중추적인 역할을 하는 단백질로서 세포의 성장과 대사뿐 아니라 면역 반응 및 중추 신경계 기억 조절 등의 다각적인 생물학적 기능을 수행하는 것으로 알려졌으나 소화기계에서의 생물학적 기능은 밝혀진 바가 전혀 없다. 

이에 우리 대학 생명과학과 및 줄기세포 연구센터 김세윤 교수양한슬 교수 연구팀은 연세대학교 의과대학 황성순 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 장 상피세포에서의 IPMK 효소의 역할규명연구를 다각적으로 수행했다.

그림 1. IPMK 효소에 기반한 장내 솔 세포 발생 및 장염 회복 조절 설명

< 그림 1. IPMK 효소에 기반한 장내 솔 세포 발생 및 장염 회복 조절 설명 >

 

연구팀은 먼저 장 상피세포에서 IPMK 유전자가 결손된 생쥐 연구모델을 제작했고 이를 분석한 결과에 따르면 정상적인 환경에서는 뚜렷한 장 조직의 구조와 기능에 있어 문제가 발생하지 않았다그러나 덱스트란 황산나트륨(DSS)을 투여해 대장염을 유발할 경우, IPMK 유전자가 결손된 생쥐로부터 대장염 회복반응이 현저하게 둔화됨을 관찰했고 이로부터 IPMK 효소가 손상된 대장 조직이 회복되는데 필수적인 인자임을 규명했다. 

특히 연구팀은 IPMK 효소가 제거된 장 조직에서는 솔세포(tuft cell)의 발생과 기능에 심각한 장애가 발생함을 관찰했다솔세포란 소장과 대장뿐 아니라 흉선췌장 등에 존재하는 세포로서 표면에 미세 융모구조를 보이는 독특한 세포다장 조직의 전체 세포 중 불과 2~3% 이하로 존재하는 솔세포는 외부로부터의 기생충 감염에 대응하는 면역기능을 수행한다또한 솔세포로부터 합성돼 분비되는 아세틸콜린 신경전달물질은 장내 줄기세포 및 신경세포를 자극해 장 조직의 항상성 유지와 손상 복구에 중요한 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다이러한 중요성에도 불구하고 솔세포의 발생과 기능을 조절하는 분자 타깃에 대한 이해는 극히 부족한 것으로 알려져 있다. 

공동연구팀은 첨단 단일세포 RNA 유전자 배열 순서 분석기술(single cell RNA sequencing)을 통해 IPMK 효소가 제거된 장 상피조직에서 아세틸콜린 분비를 담당하는 솔세포군의 발생이 특이적으로 감소함을 규명했다또한 이러한 분석과정에서 생쥐의 대장에 존재하는 솔세포는 크게 면역기능을 담당하는 세포군아세틸콜린 분비 솔세포군 외에 유전자 발현 능력이 감소한 새로운 솔세포군이 있다는 사실을 발견해 학계에 최초 보고했다. 

연구팀 관계자는 "발굴한 IPMK 효소에 기반한 아세틸콜린 분비성 솔세포의 발생 및 기능조절은 향후 장 상피조직의 항상성 유지의 학문적 이해와 더불어 염증성 장 질환의 진단 및 치료기술 개발 등에 적극적으로 활용될 것ˮ이라며 연구의 의의를 설명했다. 

 

한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업선도연구센터서경배과학재단, KAIST 줄기세포 연구센터 지원사업, KAIST 그랜드챌린지 30 (KC30) 사업 및 포스코청암펠로십의 지원을 받아 수행됐다.

 


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
400 이준식 교수 IAFOST Fellow 선출 과사무실 2003.09.08 13290
399 김선창 교수 6월의 과학기술자 선정 과사무실 2003.09.08 13258
398 김은준 교수 창의과제 신규 선정 과사무실 2003.09.08 14605
397 서연수 교수 생명과학상 수상 과사무실 2003.09.08 14156
396 [KAIST NEWS] 이준식 교수 정년퇴임 과사무실 2003.09.18 20659
395 최길주 교수 美 광생물학회 학술지 부편집장으로 선임 과사무실 2003.09.22 14041
394 [매일경제] 김은준 교수"퍼즐놀이하듯 신경세포 연구" 과사무실 2003.09.23 14208
393 김선창 교수 송암학술상 수상 과사무실 2003.12.23 13771
392 임대식 교수 논문 Nature Cell Biology 게재 1 과사무실 2004.01.26 13559
391 [대덕넷] 임대식 교수"癌 억제하는 유전자 기능 밝혀졌다" 과사무실 2004.02.06 13441
390 김은준 서연수 교수 우수교원 포상 과사무실 2004.02.13 13095
389 강은채 학생 창의활동상 수상 과사무실 2004.02.20 12809
388 변시명 교수 기초과학 교과목 우수강의상 수상 1 과사무실 2004.03.17 13240
387 [매일경제] 고규영 교수 "혈관생성물질 세계 첫 개발" 과사무실 2004.04.14 13365
386 강창원 교수 교무처장 인사발령 과사무실 2004.08.03 12317
385 고규영 교수 국가지정연구실사업 신규과제 선정 과사무실 2004.08.23 12251
384 [대덕넷] 임대식 교수 이달의 과기인상 수상 과사무실 2004.08.30 12892
383 임대식 최길주 교수 승진 인사발령 과사무실 2004.09.01 14411
382 김대수 교수 생명과학과 부임 과사무실 2004.09.01 14278
381 임정훈 박사 한국분자・세포생물학회 우수박사학위논문상 수상 과사무실 2004.09.09 14074
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 20 Next
/ 20