한국 성인 40퍼센트 앓는 비알코올성 지방간 치료 실마리는 후성유전학

한국생명공학연구원이 비알코올성 지방간질환 진행 과정에서 일어나는 보체 시스템 유전자의 후성유전학적 변화를 처음으로 밝혀냈다. 비알콜성 지방간의 핵심 메커니즘을 이해하고 표적 치료의 실마리를 잡았다. 한국 성인의 40%가 비알코올성 지방간을 앓고 있다. 

 

비알코올성 지방간 치료의 실마리는 후성유전학

2024년 11월 한국생명공학연구원의 김미랑 노화융합연구단 책임연구원이 대사이상 지방간질환의 빅데이터를 활용해 지방간이 지방간염으로 악화하면서 발생하는 후성유전학적 변화를 밝혀냈다. 

 

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 지방간은 간에 지방이 쌓여서 발생하는 질병이다. 술을 전혀 마시지 않는 사람에게서 발생하는 지방간을 대사이상 지방간질환(= 비알코올성 지방간)이라고 한다. 

 

정상간과 지방간. KPNAS

 

 대사이상 지방간은 가벼운 지방간에서부터 만성 간염, 간경변증과 간암에 이르는 다양한 질환을 아우른다. 한국 성인의 40%가 비알코올성 지방간을 앓고 있는데 2024월 3월 승인된 레즈디프라가 유일한 치료제라서 신약 개발 연구가 시급한 상황이다. 

 

 연구팀은 한국인 대사이상 지방간질환 환자의 간조직에서 DNA를 추출하고 DNA 메틸화 변화를 분석해 간 섬유증이 보체 시스템 유전자의 과메틸화나 저메틸화와 관련이 있다는 사실을 규명했다.

 

  DNA 메틸화는 DNA 속 사이토신 염기에 메틸기가 붙여 그 부분의 유전자가 발현되지 않는 현상이다. 보체(complement)는 혈액 내에 존재하는 단백질 집합체로 외부에서 침입하는 병원체를 직접 공격하고 파괴한다.

 

 보체는 돕는 물질이라는 뜻으로 항체의 기능을 돕기 때문에 보체라고 명명됐고 선천성면역계에 속한다. 보체는 간에서 합성되고 혈액에서 비활성 전구체로 순환한다.  

 

 환자 106명의 생검 표본을 분석한 결과 지방간염 샘플에서 두드러지게 DNA 메틸화와 보체 유전자 발현은 반비례 경향이 확인되었다. 보체 유전자의 메틸화가 주로 지방간염 상태에 영향을 받으며 유전자 발현이 DNA 메틸화 상태에 영향을 받는다는 사실이다. 

 

 이번 연구는 대사이상 지방간질환 진행 과정에서 일어나는 보체 시스템 유전자의 후성유전학적 변화를 처음으로 밝혀낸 것이다. 연구 결과는 국제학술지 임상 및 분자간학 2024년 10월호에 게재됐다. 

 

 연구를 이끈 김미랑 책임연구원은 대사이상 지방간질환 진행의 핵심 메커니즘을 이해하고 표적 치료기술을 개발할 가능성을 시사한다고 연구성과의 의미를 밝혔다. 

 

후성유전학의 DNA 메틸화

후성유전학(후성유전학, epigenetics)은 후성유전적 유전자 발현 조절을 연구하는 유전학이다. 후성유전학은 환경에 따라 유전자의 발현을 조절하는 형질까지도 후천적으로 습득되고 그것이 다음 세대로 이어진다고 말한다.

 

 일반 유전학은 DNA 염기순서의 변화를 기반으로 하는데 반해 후성 유전학은 세포 표현 또는 유전자 발현의 변화에는 다른 원인들이 있다고 본다. 

 

 후성유전학은 DNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 이루어지는 유전자 발현의 조절인 후성유전적 유전자 발현 조절을 연구하는 유전학의 연구분야다.

 

 후성유전학의 대표기전인 DNA 메틸화(DNA methylation)는 진핵세포 생물체가 유전자 발현을 조절하는 생화학적 방법 중 하나다. 이는 DNA 염기서열은 유지되면서 유전기능이 변화되고 자손에까지 전달될 수 있다는 것이다. 

 

 DNA 메틸화는 DNA 메틸 전이 효소에 의해 DNA의 시토신(cytosine) 염기에 메틸기가 전이되는 정상 효소반응이다. DNA 메틸화는 암 유발과 관련된 연구 등에 적용되고 있으며 항암치료를 위한 표적 유전자로 활용하기 위해 많은 연구가 이뤄지고 있다. 

 

 메틸기(methyl group)를 메틸기라고 번역되는 생화학 원자단이다. 메틸기는 다른 화학물에 붙어 있을 때 CH3의 이름이다. 메틸기의 구조는 삼각피라미드이다.

 

 메틸은 CH3라는 화학식으로 표현되는 화합물을 의미한다. 메틸 양이온 메틸 라디칼, 메틸기, 메틸 음이온이 해당된다. 메틸은 메테인(methane, metan, 메탄)에서 수소가 하나 떨어져 나간 화합물이다.

 

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맺음말

한국생명공학연구원이 비알코올성 지방간질환 진행 과정에서 일어나는 보체 시스템 유전자의 후성유전학적 변화를 처음으로 밝혀냈다. 비알콜성 지방간의 핵심 메커니즘을 이해하고 표적 치료의 실마리를 잡았다. 한국 성인의 40%가 비알코올성 지방간을 앓고 있다.