메드팩토 “남성 불임 예방·치료 연관 단백질 작용기전 규명”

“정원줄기세포의 정자 생성 조절 역할 밝혀”

세르톨리세포 내의 MAST4 단백질 작용 기전 / 사진 제공=메드팩토

메드팩토는 MAST4 단백질이 정원줄기세포의 자가재생 특성을 유지하는 데 필수 역할을 한다는 것을 밝혀냈다고 2일 밝혔다. 연세대 및 재단법인 길로와의 공동연구를 통해서다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘세포증식(Cell proliferation)’에 게재됐다.

체내 정소 조직에는 정원줄기세포와 세르톨리세포가 존재한다. 정원줄기세포는 정상 상태에서 ‘자가재생’ 및 ‘정자로의 분화’가 균형적으로 진행된다. 하지만 세르톨리세포에 있는 MAST4 단백질이 결핍되면 정원줄기세포의 자가재생 기능이 감소해 세르톨리세포단독증후군이 나타난다. 이는 남성 불임의 원인이 된다.

메드팩토 관계자는 “이번 연구는 정자 형성에 핵심인 세르톨리세포와 정원줄기세포 간 상호작용을 MAST4 단백질의 관점에서 구체적으로 밝힌 것”이라며 “향후 남성 불임의 예방 및 이 기전을 활용한 치료제 개발이 기대된다”고 말했다.

연구진은 MAST4 단백질을 제거한 생쥐의 고환에서 PLZF 단백질의 발현양이 감소하는 것을 확인했다. PLZF 단백질은 정원줄기세포의 세포주기를 조절하는 것으로 알려져 있다. 또 MAST4 단백질이 제거된 생쥐의 정원줄기세포에서 세포주기 진행이 정상에 비해 억제되고 자가재생이 감소한다는 사실을 발견했다.

MAST4 단백질이 CDK2 단백질에 의한 PLZF 단백질의 인산화 및 활성화를 직접 유도한다는 것도 확인했다. 결과적으로 세포주기와 관련된 유전자들을 조절해 정원줄기세포의 자가재생 기능에 긍정적으로 영향을 미친다는 것이다.

CXCL12 단백질을 활성화하면 CDK2와 PLZF의 상호작용이 증가한다는 사실도 확인했다. CXCL12 단백질은 MAST4 단백질 신호 경로 아래 세르톨리세포에서 분비된다. 이를 통해 이전 연구에서 확인한 ‘FGF2-MAST4-CXCL12’로 이어지는 세르톨리세포 신호 전달 체계가, 정원줄기세포에서의 ‘CDK2-PLZF’ 상호작용 및 활성화를 촉진한다는 것을 밝혀냈다. 이를 통해 정원줄기세포의 자가재생 기능이 조절된다는 것이다.

연구진은 이전 연구에서 MAST4 단백질이 결핍된 생쥐에서 세르롤리세포단독증후군이 나타나는 것을 확인했다. 또 정원줄기세포의 자가재생을 조절하는 ERM 전사인자 단백질과 MAST4 단백질의 상호 관련성을 세르톨리세포 내에서 봤다.

연구진은 “MAST4 단백질의 기전을 남성 불임 치료에 핵심 역할을 하는 정원줄기세포 조절 관점에서 새롭게 규명했다”며 “이전 및 이번 연구로 세르톨리세포와 정원줄기세포의 FGF2-MAST4-CXCL12 신호전달 체계가 정원줄기세포의 자가재생을 조절한다는 사실을 확인했다”고 말했다.

이도희 기자 tuxi0123@hankyung.com