조류독감 바이러스를 치료할 수 있는 면역 유전자 발견

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최문재
등록 2013-02-18 12:58:00

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□ 국내 연구진이 동물의 바이러스 감염에 대한 면역력을 증가시킬 수 있는 OASL1 유전자의 기능을 세계 최초로 규명하여, 바이러스 감염 치료제 개발의 새로운 전기를 마련하였다.

○ 연세대 김영준 교수 연구팀*은 ‘생쥐의 OASL1 유전자가 항(抗)바이러스성 단백질인 인터페론의 생성을 특이적으로 조절한다는 사실을 발견하고, 이 OASL1 유전자의 기능을 억제하면 매우 강한 항바이러스 면역반응을 유도할 수 있다는 사실’을 밝혀냈다.

* 연구팀 : 연세대 김영준 교수(교신저자), 이명섭 연구교수, 김병일 학생

○ 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 시행하는 글로벌연구실사업(GRL)의 지원으로 이루어 진 이번 연구결과 면역학 분야의 세계적 학술지인 ‘네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology)’ ‘13. 2. 17자 온라인 판(DOI 10.1038/ni.2535)에 발표 되었다.
※ 논문 : OASL1 inhibits translation of the type I interferon?regulating transcription ？？factor IRF7

○ 김 교수팀의 이번 연구 성과로 조류독감, 구제역, SARS(중증급성호흡기증후군) 등 바이러스 감염에 의한 질병을 근본적으로 치료할 수 있는 신약 개발이 가능할 것으로 보인다.

□ 바이러스가 침입하면 세포는 인터페론*을 만들어 세포의 면역 기능을 활성화시켜 바이러스의 증식을 막으며, 감염된 세포를 죽여 새로운 세포의 바이러스 확산을 억제한다.

* 인터페론(interferon) : 바이러스에 감염된 동물의 세포에서 생산되는 항(抗)바이러스성 단백질(용어설명 참조)

○ 인터페론은 항바이러스와 항암 작용에 매우 중요하지만 많이 생산될 경우 지나친 면역반응을 유도하여 정상적인 세포도 파괴하므로 인터페론 양이 일정 수준에 이르면 더 이상 만들어지지 않게 조절하는 유전자들이 있다.

○ 지금까지 생체 내에서 인터페론의 과 발현을 억제하는 많은 유전자들이 밝혀졌으나 대부분 다른 세포의 기능에도 동시에 영향을 미치는 부작용 때문에 항바이러스 치료제 개발에 사용이 어려웠다.

○ 따라서 인터페론 생산만을 특이적으로 조절할 수 있는 방법 개발이 바이러스 치료제 개발에 있어 큰 숙제로 남아있다.

□ 이에, 김 교수팀은 바이러스 감염에 의해 유도되는 유전자 중 OAS군의 유전자들 중 일부가 항바이러스 반응을 나타낸다는 사실에 착안하여 효과적인 항바이러스 면역 유전자를 찾기 위해, 생리적 기능이 알려져 있지 않았던 OAS 유전자들의 항바이러스 기능을 조사하였다.

○ OAS 유전자들 중의 하나인 OASL1(OAS-like 1) 유전자의 기능을 확인하기 위해 OASL1 돌연변이 생쥐를 직접 제작하고, 돌연변이 쥐가 정상 쥐에 비해 바이러스 감염시 어떤 면역 반응을 보이는지를 조사하였다.

○ OASL1 유전자가 없는 생쥐는 바이러스에 감염됐을 때 정상 쥐보다 더 많은 양의 제1형 인터페론만을 특이적으로 생산하여 면역반응을 강하게 유도하였고, 그 결과 바이러스를 효과적으로 퇴치하여 정상 쥐가 모두 죽는 조건에서도 매우 강한 항바이러스 치유 기능을 보이며 살 수 있었다.

○ 이는 인터페론 과다 생성을 특이적으로 조절하는 OASL1 유전자의 기능을 규명한 것으로, 이 OASL1 기능을 억제하면 매우 강한 항바이러스 면역 반응을 유도할 수 있다는 사실을 밝혀낸 것이다.

○ 이번 연구는 OASL1이 제거된 돌연변이 생쥐가 바이러스 감염 초기에 제1형 인터페론만을 생산하여 바이러스 퇴치 효과를 극대화하면서, 지속적인 인터페론에 대한 노출은 피해 바이러스 퇴치 후 과도한 면역반응과 같은 부작용이 없다는 사실을 발견하여, 치료제로서 갖추어야 할 고효율성과 저부작용의 중요한 요소를 모두 갖춘 이상적인 항바이러스 치료제 개발의 길을 열었다는 데에 큰 의미가 있다.

○ 또한, 사람과 소, 돼지 등 가축에도 OASL1과 동일한 기능을 가질 것으로 생각되는 OASL이 존재하기 때문에 이번 연구결과가 사람과 가축 모두에 공통으로 적용될 가능성이 매우 높아 사람과 가축에 모두 사용할 수 있는 범용 치료제 개발이 가능할 것으로 보인다.

□ 그리고, 김 교수팀은 이번 연구에서 OASL1은 인터페론을 만드는 IRF7을 조절함으로써 인터페론 생산을 특이적으로 조절하는데, 그 조절 방법이 지금까지 잘 알려지지 않았던 새로운 방법으로 조절한다는 사실도 밝혀냈다.

○ OASL1이 IRF7 단백질을 직접 조절하는 것이 아니라 IRF7 단백질을 만드는 mRNA (messenger RNA)의 3차원적 구조를 특이적으로 인지해서 IRF7의 단백질 번역(translation)을 억제한다는 것을 규명한 것이다.

□ 김영준 교수는 “조류독감, 구제역, SARS 등 치명적인 바이러스 감염질환은 효과적인 치료법이 없어서 사회적 문제를 야기하고 있다”면서 “이번 연구결과를 토대로 이러한 질병을 퇴치할 수 있는 새로운 바이러스 치료제 개발을 위한 후속연구에 힘쓰겠다.”고 앞으로의 포부를 밝혔다.

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