심장마비(급성심근경색)가 생기면 다행히 생명을 건지더라도 대규모 세포 괴사와 항구적 기능 저하가 따른다. 이처럼 성인의 심장 조직은 한번 손상되면 건강한 세포로 복원할 수 없다.
그런데 배아기의 심장 발달에 관여하는 마이크로 RNA(MicroRNA 또는 miRNA)를 성체(成體)의 심장에 투여하면, 손상된 조직과 기능을 되살릴 수 있다는 동물실험 결과가 나왔다.
미국 템플대 의대(LKSOM) 대사질환 연구센터의 모신 칸 생리학 교수팀은 이런 내용의 연구보고서를 저널 '서큘레이션 리서치(Circulation Research)' 최근호에 발표했다. 23일(현지시간) 온라인(링크 [http://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/tuhs-emf062119.php])에 공개된 보도자료에 따르면 이런 작용이 새롭게 확인한 건 miR-294라는 RNA 분자다.
약 23개의 뉴클레오타이드로 구성되는 miRNA는, 전사 RNA 단계에서 단백질 합성을 억제 또는 차단하는데, 인간의 전체 유전자 중 최소 30% 정도에 직접적인 영향을 미치는 것으로 알려졌다.
심장마비를 일으킨 생쥐에 2주 동안 miR-294를 투여한 뒤 두 달이 지나자 심장 기능이 현저히 개선되고 손상 조직도 눈에 띄게 줄었다고 연구팀은 밝혔다. miR-294를 투여한 심장 세포에선, 멈췄던 세포 분열 주기가 다시 작동하기 시작했다.
이는 손상된 세포들이 재활성화해 세포 분열 능력을 회복했음을 시사하는 것이라고 한다.
칸 교수는 "배아 발달 단계의 심장에선 miR-294가 세포 분열 주기를 활발히 제어한다는 걸 알고 있었다"라면서 "하지만 아기가 태어나면 miR-294는 곧바로 발현을 중단한다"고 말했다. LKSOM 중개의학 센터의 줄기세포치료 프로그램 디렉터인 라즈 키소레 약리학·의학 교수는 "배아기에 miR-294가 발현하면 심장 세포가 매우 활발히 분열한다"라면서 "miR-294를 성체의 심장에 투여하면, 심장이 배아기 상태로 되돌아가 새로운 세포를 생성할 수 있는지 확인하고자 했다"라고 배경을 설명했다.
실제로 miR-294를 투여하자 어미 생쥐의 심장 세포에서, 배아기의 세포 분열 신호 프로그램이 재작동했다.
하지만 심장 세포 자체는, 성체 세포도 배아기 세포도 아닌 그 중간 상태로 변했다.
이와 함께 연구팀은 miR-294를 온·오프 해, 심장의 세포 분열 활동량을 제어하는 방법도 알아냈다.
연구팀의 다음 목표는, 생쥐보다 몸이 큰 동물에 실험해 miR-294의 잠재적 효능을 추가로 확인하는 것이다. 칸 교수는 "miR-294가 세포 분열 주기를 제어하는 것 이상의 기능을 한다는 증거를 갖고 있다"면서 "miR-294가 여러 개의 타깃을 갖고 있다면 그것들을 찾아내야 한다"고 강조했다.