폐섬유증 유발 '코리신' 규명…항체로 차단하자 손상 억제

박테리아 단백질 조각 '코리신'이 폐섬유증을 직접 유발하는 원인 물질로 확인됐다. 항체로 이를 차단하자 손상이 억제됐다.

1일(현지시간) 아졸라이프사이언시스에 따르면 미국 일리노이대학교 어배너-섐페인 캠퍼스와 일본 미에대학 공동 연구진은 코리신이 세포의 품질관리 시스템을 교란해 폐섬유증을 일으킨다는 연구 결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표했다.

섬유증은 건강한 조직이 손상되거나 죽으면서 흉터 조직으로 대체되는 과정이다. 폐·신장·간·심장·피부 등에서 발생하며, 선진국 전체 사망 원인의 절반가량에 기여한다고 연구진은 설명했다.

코리신은 인간 장내 미생물군집의 일부인 박테리아가 만드는 단백질에서 잘려 나온 펩타이드다. 연구진은 2020년 코리신이 폐세포를 죽이고 폐섬유증을 악화시킨다는 사실을 처음 규명했다.

이번 연구에서 연구진은 일본 병원에서 통상 진료 과정에 채취한 폐섬유증 환자의 폐액 샘플을 분석했다. 그 결과 폐액에서 코리신 관련 박테리아 DNA를 확인했다. 코리신을 만드는 박테리아가 폐에 존재한다는 첫 증거다.

연구진은 자체 개발한 항체로 환자 샘플에서 코리신을 제거한 뒤 건강한 세포 배양액에 적용했다. 코리신이 제거된 액체는 세포를 죽이는 효과를 잃었다.

아이작 칸 일리노이대 교수는 "환자에게 존재하는 코리신이 생물학적으로 활성 상태이며 폐세포를 직접 손상시킬 수 있다는 점을 입증했다"며 "항체로 코리신을 중화하자 세포가 손상으로부터 대체로 보호됐다"고 말했다.

연구진은 코리신이 폐 내벽 세포에 침투한 뒤 에너지 생산과 단백질 품질관리를 담당하는 미토콘드리아에 축적된다는 사실도 확인했다. 코리신은 이 품질관리 시스템을 무너뜨려 산화 스트레스와 조기 세포 노화, 세포 사멸, 흉터 형성을 유발했다.

장에서 혈류를 타고 이동한 코리신이 아니라 폐에서 국소적으로 생성된 코리신이 섬유증을 일으킨다는 점을 입증하기 위해 연구진은 폐에서 코리신을 지속 생산하도록 유전자를 조작한 쥐를 만들었다. 이 쥐들은 외부 박테리아 공급원 없이도 자발적으로 폐섬유증이 발생했다.

에스테반 가바자 교수는 "코리신은 극히 낮은 농도에서도 유해 효과를 나타낼 만큼 매우 강력하다"며 "미량의 코리신만으로도 상당한 생물학적 효과가 촉발된다는 뜻"이라고 말했다.

코리신 결합 항체로 치료한 쥐는 폐섬유증이 크게 줄고 질병 중증도가 낮아졌으며 생존율도 개선됐다.

칸 교수는 "이 결과는 코리신을 중화하는 것이 폐섬유증과 다른 장기의 섬유성 질환에 대한 완전히 새로운 치료 전략이 될 수 있다는 강력한 개념 증명을 제공한다"고 말했다.

연구진은 특허 출원 중인 항체를 활용해 코리신이 세포에 들어가기 전에 차단하는 치료법을 계속 다듬을 계획이다. 단백질 품질을 회복하거나 미토콘드리아를 보호하는 대체 치료 경로도 함께 탐색한다.