[헬스코리아뉴스 / 이지혜] 심장이 확장되고 수축력은 떨어져 ‘늘어나 버린 고무줄’로 비유되는 확장성 심근병증의 원인이 단백질 돌연변이 때문이라는 연구 결과가 나왔다.
건강 전문 매체 뉴스메디컬(News Medical News)는 6일(현지 시간) 독일 뮌스터 대학 생리학 II 연구소(Physiology II at the University of Münster) 소장 볼프강 린케(Wolfgang Linke) 교수가 이끈 단백질 돌연변이로 인해 발생하는 확장성 심근병증(DCM)의 병리학적 원리를 보도했다.
연구팀은 독일 바트 외인하우젠의 심장 전문 병원과 함께 확장성 심근병증 말기 환자 113명의 심장에서 얻은 조직 샘플을 연구해 22명(19.5%)에게서 티틴 유전자(TTN) 돌연변이를 발견했다.
티틴(Titin)은 심장을 포함한 근육의 탄력 있는 움직임을 가능하게 하는 거대하게 큰 단백질이다. 하지만 그동안 티틴 유전자 돌연변이가 왜 확장성 심근병증의 원인이 되는지는 알려지지 않았다. 확장성 심근병증은 심장 근육의 이상으로 인해 심장이 확장되고 심장 기능은 저하되는 심장 질환이다.
연구팀은 TTN 변이 환자의 심장에 정상적인 티틴이 적다는 것을 발견했다. 정상적인 티틴 단백질의 손실은 수축 단위의 수를 감소시켜 TTN 변이 확장성 심근병증 환자의 심장 수축력을 감소시킨다고 설명했다.
정상적인 티틴의 수가 적은 대신 TTN 변이 환자 심장에는 잘린 티틴 단백질이 있었다. 잘린 티틴 단백질은 심장근육세포 수축에 영향을 미치지 않고 세포내에서 통합돼 심장 기능에 기여하지 못한다는 것이 증명됐다.
연구팀은 다량의 잘린 티틴 단백질이 심장근육세포 내에 결함이 있거나 노화된 단백질을 정화하는 세포내 단백질 품질 조절 시스템이 기능하지 못하게 막아 심장의 기능을 떨어트린다는 것을 발견했다.
연구팀은 TTN 변이 환자 조직에서 얻은 배양 세포에 유전자 가위기술 CRISPR-Cas9를 이용한 유전자 편집을 통해 돌연변이를 복구하고 수축력을 회복시켰다.
돌연변이를 보정해 TTN 변이에 의한 수축성을 회복하고, 잘린 티틴 단백질을 제거해 정상적인 티틴 함량을 증가시켰다. 티틴 단백질 함량이 증가하며 심장 기능이 개선된 것을 확인했다.
린케 교수는 “유전자 편집을 통한 심근병 치료는 심장 질환 치료의 새로운 영역을 개척했다”고 기대했다.
연구는 11월 국제 학술지 사이언스(Science)에 ‘Truncated titin proteins and titin haploinsufficiency are targets for functional recovery in human cardiomyopathy due to TTN mutations’라는 제목으로 게재됐다.
