과학자들은 세포가 어떻게 활성화되어 장기의 섬유화와 흉터를 유발하는지 설명했습니다.

유니티 헬스 토론토(Unity Health Toronto)의 새로운 연구는 신체의 섬유아세포가 어떻게 활성화되어 섬유증과 장기 흉터를 유발하는지를 조사했으며, 이 연구 는 네이처 리뷰 분자 세포 생물학(Nature Reviews Molecular Cell Biology) 저널 에 게재되었습니다. 섬유증과 장기 흉터는 주요 사망 원인으로, 선진국 사망 원인의 최대 45%를 차지한다는 증거가 있습니다.

섬유증은 우리 몸의 섬유아세포가 세포외기질(ECM)이라는 단백질 복합체를 과도하게 생성하는 과정입니다. ECM은 콜라겐, 엘라스틴, 피브로넥틴과 같은 단백질을 함유하고 있으며, 신체의 여러 장기를 연결하고 경계를 유지하는 일종의 "접착제" 역할을 합니다.

정상적으로 섬유아세포는 조직 구조를 지지하고 손상되거나 손상된 조직의 회복을 돕기 위해 ECM을 생성합니다. 예를 들어, 정상적인 상황에서는 베인 상처가 생기면 섬유아세포가 베인 상처나 상처 부위로 이동하여 증식하고 ECM을 생성하여 상처 치유를 돕습니다. 그러나 섬유증에서는 섬유아세포가 특정 신호를 받아 ECM을 과다 생성하게 됩니다.

과도한 ECM, 특히 과도한 콜라겐은 흉터 조직 형성으로 이어져 장기 기능을 저하시킬 수 있습니다. 섬유증은 폐, 간, 신장, 심장을 포함한 신체의 모든 조직이나 장기에서 발생할 수 있으며, 여러 흔한 질병과 관련이 있으며, 종종 후기 단계에서 발생합니다.

새로운 연구는 섬유아세포를 활성화하여 ECM을 과다 생산하는 데 관여하는 몇 가지 신호와 분자 메커니즘을 요약합니다. 연구진은 또한 섬유아세포의 이질성과 그 이질성이 치유 과정에 미치는 영향에 대해서도 논의합니다.

"이 리뷰는 섬유아세포와 그 활성화에 대한 우리의 지식과 이해, 혹은 오해 중 일부를 풀어보고자 합니다."라고 세인트 마이클 병원의 키넌 생물의학 센터의 과학자이자 연구 저자인 보리스 힌츠 박사가 말했습니다.

"우리는 보통 섬유아세포가 정상적인 치유와 섬유화 과정에서 휴면 상태에서 활성화된다고 이야기합니다. 하지만 새로운 ECM을 생성하기 위해 활성화된 세포들은 실제로 휴면 상태가 아니었고, 모두 섬유아세포인 것도 아니었습니다."라고 힌츠는 말했습니다. "우리는 정확히 어떤 세포가 활성화되는지, 어떤 유형의 활성화가 일어나는지 이해하고 싶었습니다. '이 섬유아세포를 활성화하는 핵심 신호는 무엇이고 어떻게 활성화하는가?'와 같은 질문 말입니다."

핵 기계적 신호전달과 근섬유모세포 기억. 출처: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

섬유아세포는 '활성' 상태를 유지합니다. 대학원생 페레슈테흐 사다트 유네시가 본 검토를 도왔습니다. 유네시는 힌츠 연구실 소속이자 세인트 마이클 연구 훈련 센터 학생입니다.

"핵심 신호 중 하나는 섬유화 부위의 압축된 환경에서 발생하는 기계적 스트레스에서 비롯됩니다. 조직이 섬유화를 겪으면 섬유아세포가 과잉 생산되고 ECM을 재편성하기 때문에 정상보다 훨씬 더 단단해집니다."라고 Younesi는 말했습니다.

"이 섬유아세포는 주변의 경직을 감지하여 초기 부상이 치유된 후에도 '활성' 상태를 유지합니다. 기계적으로 유도된 이 섬유아세포는 지속적인 활동으로 섬유화 부위를 악화시킵니다."

힌츠는 연구자들이 섬유아세포 활성화에 관련된 신호와 메커니즘을 더 잘 이해하게 되면 이 과정을 방해하고 ECM의 과잉 생산을 멈추고 섬유증을 멈추는 치료법과 개입 방법을 개발할 수 있을 것이라고 말했습니다.

"섬유증을 치료할 방법이 필요합니다. 과학자들은 약 1세기 동안 섬유증에 대해 알고 있었지만 아직 치료법은 없습니다."라고 힌츠 박사는 말했습니다. "현재 승인된 약물은 두 가지뿐이므로 일부 장기의 섬유증을 막을 수는 있습니다. 기껏해야 말이죠. 궁극적인 목표는 약물의 지침을 따라 흉터를 만드는 세포가 과도한 ECM을 제거하도록 '지시'하는 것입니다. 바로 그것이 과학이 나아가고 있는 방향이며, 우리의 궁극적인 꿈이기도 합니다."