윤진호 교수, 정대진 박사과정생, 엄지현 연구교수, 김영연 연구교수. (사진=동아대 제공)

동아대학교 의과대학 윤진호 교수 연구팀이 신경세포의 생존 및 미토콘드리아 기능을 조절하는 새로운 핵심유전자를 발굴하는데 성공했다.

윤 교수팀 연구결과는 'Experimental&Molecular Medicine(Impact Factor 12.8)'에 온라인 게재됐다.

이번 논문 'The Mst1/2-BNIP3 axis is required for mitophagy induction and neuronal viability under mitochondrial stress(미토콘드리아 스트레스 조건 하에서 미토파지 유도와 신경 생존을 위한 Mst1/2-BNIP3 경로의 필수적 역할)'은 윤 교수가 교신저자로, 정대진 박사과정생·엄지현 연구교수·김영연 연구교수가 공동 제1저자로 이름을 올렸다.

윤 교수팀은 이번 연구에서 '히포 신호전달경로'의 핵심 인산화효소인 'Mst1'과 'Mst2'가 미토콘드리아 스트레스 조건에서 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 기전인 미토파지를 활성화시키는데 필수적인 역할을 한다는 것을 최초로 규명했다.

지금까지는 'Mst1'과 'Mst2'가 히포 신호전달경로의 조직크기 조절 및 재생 등 조절기능에 중요한 역할을 한다고 알려져 있었다.

윤 교수팀은 다양한 미토콘드리아 스트레스 조건에서 'Mst1'과 'Mst2'의 인산화효소 기능이 활성화되며, 히포 신호전달경로 및 미토파지 활성화 경로로 잘 알려진 'PINK1-Parkin' 경로들과는 독립적으로 미토파지를 유도한다는 것을 밝혔다.

또 'Mst1'과 'Mst2'가 미토콘드리아 수용체로 작용하는 'BNIP3'의 안정성을 조절, 미토파지를 유도한다는 분자기전도 규명했다.

뿐만 아니라 이러한 Mst1/2의 기능이 특별히 스트레스에 대한 신경세포의 생존에 중요하다는 것을 인체 신경세포주 및 초파리 모델을 통해 확인하기도 했다.

신경독소에 의해 발생하는 파킨슨병 마우스모델에서 'Mst1'의 발현을 증가시키면 미토콘드리아 기능 감소, 도파민 신경세포 사멸 및 행동학적 이상 등이 개선된다는 것도 확인, 치료적 이용가능성도 제시하는 성과를 거뒀다.

윤 교수는 이번 연구에 대해 "여러 다양한 신호경로가 매우 정교하게 미토파지를 조절하고 있다는 것을 이해하게 됐으며 미토파지 조절이 파킨슨병과 같은 난치성 질병의 새로운 치료전략이 될 수 있음을 제시한 것이 큰 의미를 갖는다"고 설명했다.

그는 이어 "본 연구 성과 도출은 돕는 손길이 없었다면 불가능했기에 감사하고 있으며 향후 더욱 겸손한 마음으로 실제 환자들에게 도움이 될 수 있는 연구를 할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.

윤 교수 연구팀은 미토파지 연구 분야 국내 선도그룹으로 미토파지 분자기전 규명과 미토파지 촉진물질을 활용, 신경퇴행성 질병을 비롯한 난치성 인체질병 치료제를 개발하는 연구에 힘쓰고 있다.