김세윤 교수, 이노시톨 대사효소에 의한 패혈증 유발 염증신호전달 규명

 

 

 

 

 

<김은하 학생>      <김세윤 교수>

      

 

우리 대학 생명과학과 김세윤 교수 연구팀이 이노시톨 생합성 대사의 핵심효소인 IPMK (Inositol polyphosphate multikinase)에 의하여 패혈증과 같은 선천성 면역반응을 매개하는 신호전달네트워크가 정교하게 조절됨을 규명했다.

 

김은하 박사과정학생이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 서울대학교 성노현 교수 연구팀과 공동으로 진행됐고, 사이언스 어드밴시스 (Science Advances)지에 4월 21일 게재됐다.

 

이노시톨 대사체 및 생합성 대사를 지난 수년 간 연구한 김세윤 교수 연구팀은 이노시톨 다인산 멀티키나아제 효소 (IPMK)에 의한 세포 성장 및 에너지 대사조절 기능을 다각적으로 밝힌 바 있다.

 

본 연구에서는 대식세포 (macrophage) 특이적으로 IPMK 효소가 결핍된 생쥐에서 패혈성 쇼크를 유발시켰을 때 염증수준이 현저히 저하되고 또한 높은 생존율을 보이는 것을 확인하였으며 이는 선천성 면역의 핵심인 염증반응이 강력하게 저해됨을 시사한다.

 

IPMK 효소가 면역신호조절물질인 TRAF6 단백질과 직접적으로 결합하여 TRAF6 단백질의 분해를 조절하는 유비퀴틴화를 억제함을 규명하였으며, 또한 IPMK효소와 TRAF6단백질간의 결합력을 저해할 수 있는 펩타이드를 개발, 활용함으로써 내독소에 의한 염증반응을 낮출 수 있음을 다각적으로 검증하였다.

 

미생물 감염등에 의한 패혈증 발병의 분자적 기전을 규명함과 동시에 최근 급증하는 선천 면역 질환 (예. 신경계 염증질환 및 당뇨)에 대한 이해를 발전시키고 새로운 치료기술개발에 필요한 학문적 토대를 제공하는데 의의가 크다.  

 

이번 연구는 미래창조과학부 뇌과학원천기술개발사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

 

http://advances.sciencemag.org/content/3/4/e1602296

 

 

□ 그림 설명

           대식세포 내 선천성 면역반응 전달에서의 IPMK 효소의 신호전달기능

(왼쪽) 대식세포 내 IPMK 존재 시, TRAF6단백질에 결합하여 단백질을 안정화하여, 내독소에 의한 면역신호전달 과정에 참여하게 되고, 전염증성 사이토카인의 발현을 증가시켜 과다한 염증반응으로 인한 패혈증이 유발됨.

(오른쪽) 대식세포 내 IPMK 부재 시, TRAF6단백질의 분해 신호인 유비퀴틴화가 진행되어 단백질 수준이 감소하고, 내독소에 의한 면역신호전달 과정에 참여하지 못하게 되어, 전염증성 사이토카인의 발현을 감소되고 과다한 염증반응으로 인한 패혈증으로부터 보호됨.