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숙명여자대학교 연구처 · 산학협력단

숙명여자대학교 생명시스템학부 김종민 교수 연구팀이 폐동맥고혈압의 진행에 관여하는 새로운 혈관내피세포 집단을 발견하고, 이를 조절하는 핵심 인자를 규명했다. 특히 해당 인자의 발현을 억제해 질환의 주요 증상을 개선하는 효과를 동물실험에서 확인하면서 새로운 표적 치료제 개발의 가능성을 제시했다.

이번 연구는 김종민 교수 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 진석원·박지환 교수 연구팀, 미국 예일대학교 및 중국 시안교통대학교 제1부속병원 연구팀의 국제 공동연구로 진행됐다.

폐동맥고혈압(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)은 폐혈관의 구조적 변화로 폐동맥 압력이 비정상적으로 높아지는 난치성 심폐혈관질환이다. 질환이 진행되면 심장의 우심실에 과도한 부담이 가해져 우심실 비대와 심부전으로 이어질 수 있다. 현재 사용되는 치료제는 주로 혈관 확장과 증상 완화에 초점을 맞추고 있어, 질환의 진행 자체를 억제할 수 있는 새로운 치료법 개발이 필요한 상황이다.

연구팀은 폐동맥고혈압 동물모델에 단일세포 멀티오믹스(single-cell multiome) 분석 기술을 적용해 질환 진행에 따른 폐혈관내피세포의 변화를 추적했다. 그 결과, 질환이 악화될수록 PI16, SLC6A6, ATP13A3 등의 유전자가 특징적으로 발현되는 새로운 동맥혈관내피세포 집단이 증가한다는 사실을 발견했다.

특히 이러한 세포 변화를 조절하는 핵심 인자로 전사인자 'EBF1(Early B-cell Factor 1)'을 규명했다. EBF1은 기존에 주로 면역세포인 B세포의 발달과 분화에 관여하는 것으로 알려져 있었지만, 이번 연구에서는 폐동맥고혈압이 진행되면서 발현이 증가하고 질환 관련 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 나타났다.

연구팀은 실제 폐동맥고혈압 환자의 폐조직과 유전자 발현 데이터에서도 유사한 특징을 확인해 연구 결과의 임상적 연관성을 뒷받침했다. 나아가 EBF1이 새로운 치료 표적이 될 수 있는지도 검증했다. 연구팀은 아데노연관바이러스(AAV)를 이용해 폐혈관내피세포에서 EBF1의 발현을 선택적으로 억제했다.

그 결과, 폐동맥고혈압 동물모델에서 우심실 수축기압과 우심실 비대가 유의하게 감소했으며, 폐혈관 벽이 두꺼워지는 혈관 재형성 현상도 완화됐다. 특히 이미 폐동맥고혈압이 발생한 이후에도 EBF1을 억제하면 주요 병리적 특징이 개선되는 것으로 나타났다.

이번 연구는 폐동맥고혈압의 진행에 관여하는 새로운 혈관내피세포 집단과 핵심 조절인자를 밝혀냈다는 점에서 의미가 있다. 기존의 혈관 확장 중심 치료를 넘어, 혈관내피세포의 병적인 변화를 직접 조절하는 새로운 치료 전략의 기초를 마련한 것이다.

이번 연구에는 숙명여대 김종민 교수가 공동 교신저자로, 이아람 박사와 윤은식 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 심혈관 분야의 국제학술지 'Circulation Research'(IF 18.0, JCR 상위 2.24%)에 10월 23일 게재됐다.

(논문명: Identification of a Novel EBF1-Expressing Disease-Associated Arterial Subpopulation in Pulmonary Arterial Hypertension)