30년 미제 '염증 효소' 정체 밝혀져…"염증 억제가 오히려 병 키워"

30년 넘게 정체를 알 수 없던 염증 관련 효소의 유전자가 마침내 규명됐다. 이 효소가 만드는 신호 물질은 염증을 일으키는 동시에 주변 조직을 보호하는 '이중 기능'을 지닌 것으로 나타났다.

20일(현지시간) 바이오온(BioOn)에 따르면 미국 메모리얼 슬론 케터링 암센터 연구팀은 국제학술지 네이처(Nature)에 이 같은 연구 결과를 발표했다.

과학계는 1992년 캐나다 맥길대 연구진이 지질 신호 분자 '5-옥소-ETE(5-oxoETE)'를 발견한 이후 30여 년간 이를 합성하는 효소의 유전자를 찾지 못했다. 5-oxoETE는 감염이나 조직 손상 시 백혈구를 손상 부위로 불러들이는 화학 경보 역할을 한다.

연구팀은 인간 배양 세포에서 후보 유전자를 하나씩 억제하는 방식으로 효소 활성을 추적했다. 그 결과 'DHRS7' 유전자를 억제하자 5-oxoETE 생성 효소 활성이 거의 사라졌다. 이로써 미지의 효소 '5-HEDH'가 DHRS7 단백질임이 확인됐다.

연구팀은 제브라피시(斑馬魚) 장염 모델로 이 신호 경로의 기능을 분석했다. 통상적인 예상과 달리 5-oxoETE 수용체를 제거한 돌연변이 제브라피시는 외부 병원체가 없는 상태에서도 장에 염증이 저절로 생겼다.

나아가 5-oxoETE 합성을 억제하자 장 염증은 더 심해졌다. 연구팀은 이 경로가 백혈구를 부르는 기능 외에 상피세포를 보호하는 역할도 한다고 설명했다. 경로가 차단되면 장내 미생물이 일으키는 낮은 수준의 산화 스트레스로 상피세포가 죽고, 이것이 2차 염증을 유발한다는 것이다.

DHRS7은 세포 내 NADP+/NADPH 비율에 따라 반응 방향을 바꾸는 산화환원 센서로 작동했다. 손상 부위에서는 5-oxoETE를 만들어 염증을 일으키고, 건강한 조직에서는 이를 분해해 불필요한 염증을 막는 방식이다.

연구팀은 또 인간 질병 데이터에서 위장관·자궁내막 종양에 DHRS7과 수용체 OXER1의 기능 변이가 나타난다고 밝혔다. OXER1 기능 상실 변이는 대장암·췌장암·자궁내막암 환자의 나쁜 예후와 연관됐고, 염증성 장질환 환자는 장 점막의 5-oxoETE 농도가 낮을수록 결과가 좋지 않았다.

연구팀은 이 경로의 기능 균형을 유지하는 것이 점막 장벽 항상성에 중요하다며 염증성 장질환과 천식, 점막 관련 종양의 새로운 치료 표적이 될 수 있다고 전했다.