단일 단백질이 심장마비 후 갑작스러운 죽음을 막을 수 있다

심장마비 후 신체의 면역 방어 체계가 심장마비에 대항할 수 있습니다. 백혈구에서 유래된 단백질이 심장 세포를 손상시키고 치명적인 리듬을 유발합니다. 이 분자를 차단하는 것이 급성 심장사 예방에 핵심적인 역할을 할 수 있습니다. 출처: Shutterstock

매사추세츠 종합병원 영상의학과 및 시스템 생물학 센터의 니나 쿠모스키 박사는 주저자이고, MGH 영상의학과 및 시스템 생물학 센터의 마티아스 나렌도르프 박사는 Science에 게재된 논문 "레지스틴 유사 분자 γ가 심근세포 막을 공격하고 심실빈맥을 촉진한다"의 수석 저자입니다.

질문: 일반 대중을 위해 귀하의 연구를 요약해 주시겠습니까?

간단히 말해서, 호중구에서 생성되는 방어 단백질 "Resistin like molecule gamma"(Relmy)가 심장마비 후 심장 세포에 구멍을 뚫는다는 것을 발견했습니다. 이는 심장의 위험하고 빠르고 불규칙한 심박수와 세포 사멸을 촉진합니다.

긴 버전: 관상동맥질환의 가장 치명적인 합병증은 심근경색(MI)과 급성 심장사입니다.

심근경색증(MI)에서는 심장 동맥이 막혀 심장 근육 세포(심근세포)에 산소 공급이 부족해집니다. 이로 인해 심장 근육 세포가 안정적인 리듬을 유지하는 능력이 저하되고, 심실빈맥(VT)과 심실세동(VF)이라는 위험하고 불안정한 심장 리듬(부정맥)이 발생할 수 있습니다.

심실빈맥(VT)과 심실세동(VF)은 모두 심각한 부정맥으로, 몇 분 안에 갑작스러운 심장마비와 사망으로 이어질 수 있습니다. 심실세동(VT)의 경우, 심장은 매우 빠르게 뛰지만 규칙적인 리듬을 보입니다. 반면 심실세동(VF)의 경우, 리듬이 불규칙하고 불규칙합니다.

대부분의 부정맥은 심근경색 후 48시간 이내에 발생하며, 이는 심장 조직으로의 면역 세포 침윤과 동시에 발생합니다. 저희는 이러한 면역 세포가 어떻게 부정맥을 촉진하는지에 관심이 있었습니다.

우리는 산소 공급 차단으로 인해 괴사된 조직 부위인 경색 부위로 유입된 호중구가 다수 발견되었으며, 이 부위에서 저항성 유사 분자 감마(RELMy) 단백질을 코딩하는 " Retnlg" 유전자가 상향 조절됨을 확인했습니다. 또한 사람의 경색 심장 조직에서도 유사한 유전자인 " RETN"을 발견했습니다. 생쥐의 호중구에서 이 단백질을 제거했을 때, 심근경색 후 부정맥 부담이 12배 감소했습니다.

질문: 어떤 질문을 조사하고 있었나요?

저희는 특정 면역 세포인 호중구가 심장마비 후 심실성 부정맥(위험할 정도로 빠르고 불규칙한 심장 박동)을 어떻게 촉진하는지에 대한 의문을 제기하고 있었습니다. 부정맥의 주요 원인인 심근세포는 잘 연구되어 있지만, 면역 세포가 부정맥을 촉진하는지 여부와 그 경로는 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 심실성 부정맥은 심근경색 다음으로 치명적인 합병증이기 때문에 이 연구는 중요합니다. 새로운 항부정맥제 개발을 위해서는 부정맥을 촉진하는 요인을 더 잘 이해해야 합니다.

질문: 어떤 방법이나 접근 방식을 사용하셨나요?

우리는 이를 알아내기 위해 다양한 방법을 사용했습니다. 호중구에서 어떤 단백질이 중요한지 초기 파악을 위해, 심근경색을 겪은 생쥐의 단일 세포 및 공간 RNA 시퀀싱을 통해 생성된 유전자 발현 데이터를 사용했습니다. 또한, 인체 조직에서의 유사성을 찾기 위해 인간 연구 데이터도 활용했습니다.

또한, 표지된 단백질로 처리된 분리된 마우스 심장근 세포에서 공초점 및 초고해상도 현미경을 활용했습니다. 더 나아가, 리포좀 모델 및 세포 배양 기법과 같은 시험관 내 분석을 통해 마우스와 인간 버전의 단백질이 유사한 작용을 하는지 조사했습니다.

질문: 무엇을 발견하셨나요?

마우스 모델에서 심근경색 후 호중구가 RELMy를 코딩하는 유전자인 " Retnlg" 의 발현을 상향 조절한다는 것을 발견했습니다 . 또한 Resistin 을 코딩하는 유전자 인 인간의 생물학적 상동체 " RETN" 이 마우스와 유사하게 경색이 없는 조직에 비해 인간의 경색 심근 조직에서 더 높게 발현된다는 것을 발견했습니다 .

우리는 골수 유래 세포(예: 호중구)에서 유전자를 삭제하고, 호중구에서 유전자를 삭제하면 마우스 모델에서 심실성 부정맥 발생률이 특히 크게 감소하는 것을 확인했습니다.

질문: 어떤 의미가 있나요?

이는 면역 세포가 갑작스러운 사망과 부정맥에 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다.

우리는 혈관을 빠르게 재관류하여 산소가 공급된 혈액 공급을 회복하고, 면역 세포를 표적으로 삼아 부상으로 인한 부정맥 효과를 완화하는 방식으로 심근경색을 치료하는 것을 고려해야 합니다.

우리가 근본적인 메커니즘을 더 잘 이해하게 되면, 오늘날 사용되는 광범위한 면역 억제를 넘어서는 치료 목표를 추구할 수 있습니다.

우리가 표적을 더욱 구체적으로 치료할 수 있다면, 원치 않는 부작용을 줄이고 심혈관 질환에서 면역 조절의 모든 잠재력을 발휘할 수 있습니다.

질문: 다음 단계는 무엇입니까?

다음 단계는 유해 단백질을 중화하는 방법을 찾고, 이것이 VT 부담과 경색 크기를 줄일 수 있는지 시험하는 것입니다. 처음에는 마우스 모델에서 시도했지만, 궁극적으로는 인간 모델에서도 시도되기를 기대합니다.

이 단백질이 인간 질병에서 갖는 중요성에 대한 더 많은 증거를 수집해야 합니다. 또한, 이러한 발견이 호중구 모집 및 활성화를 수반하는 다른 질병에도 영향을 미친다는 점도 흥미롭습니다.

저자: 니나 쿠모우스키와 마티아스 나렌도르프 외에도, Mass General Brigham의 저자로는 슈테펜 파벨, 야나 그루네, 누르 모민, 카일 I. 멘트코프스키, 요시코 이와모토, 이 정, 이시우 리, 파디 E. 풀로스, 하나 승, 알렉상드르 파칼레, 샬럿 G. 뮤즈, 케네스 KY 팅, 폴 델가도, 앤드류 JM 루이스, 바이샬리 카우샬, 안토니아 크레소, 데니스 브라운, 카밀라 낙세로바, 마이클 A. 모스코비츠, 마르텐 헐스만스가 있습니다.

자금 지원: 이 연구는 Leducq 재단, 미국 국립보건원(NIH 보조금 HL155097, HL149647, HL142494, HL176359, NS136068, DP2AR075321), 독일 연구기관(DFG) 발터 벤야민 프로그램(491497342 및 530157297), 영국 심장 재단(FS/ICRF/24/26111 및 RE/18/3/342140), NIHR 옥스퍼드 생물의학 연구 센터의 보조금으로 지원되었습니다.

공개: 나렌도르프는 Alnylam, Biotronik, CSL Behring, GlycoMimetics, GSK, Medtronic, Novartis, Pfizer로부터 자금 또는 물질 연구 지원을 받았으며, Biogen, Gimv, IFM Therapeutics, Molecular Imaging, Sigilon, Verseau Therapeutics, Bitterroot로부터 컨설팅 수수료를 받았습니다. Matthias와 Wirth는 MINFLUX 기술을 상용화하는 Abberior Instruments America의 직원입니다. Lewis는 Abbott, AstraZeneca, Novartis의 자문 위원회에 참여하고 있습니다. Pabel은 Novartis Institute of Biomedical Research에 근무하고 있습니다. Hayat은 Sequantrix GmbH의 공동 설립자이자 주주이며 Novo Nordisk와 AskBio로부터 연구 자금을 지원받았습니다. 나머지 저자들은 어떠한 이해관계도 없음을 밝힙니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251013040341.htm