KAIST, 술 마시면 간세포가 '자폭 신호'…세계 최초로 밝혀낸 비밀

[이코노믹데일리] 과음으로 인한 간 손상의 핵심 원리가 국내 연구진에 의해 새롭게 밝혀졌다. 간세포가 마치 뇌의 신경세포처럼 인접한 면역세포와 '유사시냅스(pseudosynapse)'라는 구조를 형성, 직접 신호를 보내 염증과 세포 사멸을 유도하는 분자 메커니즘이 세계 최초로 규명됐다.

정원일 KAIST 의과학대학원 교수 연구팀은 서울대 보라매병원과 공동 연구를 통해 이 같은 알코올성 간염의 발생 과정을 분자 수준에서 입증했다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 알코올성 간질환의 조기 진단과 근본적인 치료제 개발에 획기적인 전기를 마련했다는 평가를 받는다.

연구팀에 따르면 만성적인 음주는 간세포 내부에 신경전달물질인 '글루탐산'을 저장하는 수송체(VGLUT3)의 발현을 늘린다. 이 상태에서 폭음을 하면 간세포 내 칼슘 농도가 급변하면서 저장됐던 글루탐산이 세포 밖으로 한꺼번에 분출된다. 문제는 만성 음주로 팽창한 간세포가 간의 상주 면역세포인 쿠퍼세포와 물리적으로 밀착된 '유사시냅스' 구조를 형성하고 있다는 점이다.
 
분비된 글루탐산은 이 유사시냅스를 통해 쿠퍼세포의 수용체(mGluR5)를 직접 자극한다. 이 신호는 쿠퍼세포 내 활성산소 생성 효소(NOX2)를 깨우는 스위치 역할을 한다. 결국 활성화된 쿠퍼세포는 다량의 활성산소를 뿜어내 주변 간세포를 공격해 죽이고 이것이 바로 심각한 간 염증으로 이어진다. 손상된 간세포가 단순히 파괴되는 것이 아니라 능동적으로 면역세포에 파괴 신호를 보내는 주체임이 밝혀진 것이다.

이는 기존에 알려진 장 유래 독소에 의한 염증 반응과는 완전히 다른, 간 내부에서 일어나는 직접적인 세포 간 소통 경로를 처음으로 제시했다는 데 큰 의미가 있다. 연구팀은 동물 모델에서 글루탐산 수송체(VGLUT3)나 수용체(mGluR5)의 기능을 약물로 억제하자 알코올로 인한 간 손상이 현저히 감소하는 것을 입증하며 이 기전의 인과관계를 증명했다. 나아가 실제 알코올성 간염 환자의 간 조직과 혈액에서도 글루탐산 농도와 관련 단백질 발현이 비례하는 것을 확인해 임상적 연관성까지 밝혔다.

정원일 교수는 “이는 향후 알코올 지방간염(ASH)의 발병 초기 단계에서 진단용으로 혹은 치료를 위한 새로운 분자 표적으로 활용될 수 있다”며 간 질환 치료의 새로운 패러다임을 예고했다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.