근육에서 분비되는 뮤스클린, 혈관 질환 발생 억제의 비밀: NPR3/mTORC1 경로와 혈관 평활근세포 변화 메커니즘 규명¶
원제목: Inhibition of vascular intimal hyperplasia by the myokine Musclin: the role of NPR3/raptor/mTORC1-mediated glycolysis and phenotypic switching of VSMCs
핵심 요약
- 근육에서 분비되는 뮤스클린(Musclin)이 혈관 내피 증식증(IH) 발생을 억제하는 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혔습니다.
- 뮤스클린은 NPR3 단백질을 통해 mTORC1 복합체의 활성을 억제하고, 이는 혈관 평활근세포(VSMC)의 대사 및 분화에 영향을 미쳐 혈관 질환을 예방함을 시사합니다.
- 뮤스클린을 외부에서 보충하는 것이 혈관 질환 관련 병증을 예방하는 새로운 치료 전략이 될 수 있다는 가능성을 제시했습니다.
상세 내용¶
골격근에서 유래하는 뮤스클린(Musclin)은 심혈관계에 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있으나, 혈관 내피 증식증(Vascular Intimal Hyperplasia, IH)에서의 역할은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 이번 연구는 뮤스클린이 혈관 내피 증식증을 억제하는 역할과 그 기전을 규명하는 데 초점을 맞추었습니다.
연구진은 유전자 치료법인 아데노 관련 바이러스 6형(AAV6)을 이용하여 골격근에서 뮤스클린의 발현을 과도하게 증가시킨 생쥐 모델을 제작했으며, 손상 유발 혈관 내피 증식증 모델에 적용했습니다. 조직학적 분석, 특히 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색과 Ki-67 면역조직화학 염색을 통해 내피 증식증의 심각성을 평가했습니다. 또한, Ki-67 면역형광염색, 트랜스웰 분석, 상처 치유 분석, 혈관 평활근세포(VSMC) 분화 표지자 분석을 통해 VSMC의 표현형 변화를 평가했습니다. VSMC에서의 해당과정(glycolysis)은 세포외 산성화율(ECAR) 분석을 통해 측정되었습니다.
연구 결과, AAV-Musclin 처리를 통해 골격근과 말초 혈액 모두에서 뮤스클린 수치가 증가했습니다. 근육 특이적 뮤스클린 과발현은 손상으로 인해 유발된 혈관 내피 증식증을 완화시키는 것으로 나타났습니다. 시험관 내 실험에서는 뮤스클린이 혈소판 유래 성장인자-BB(PDGF-BB)로 자극된 VSMC에서 해당과정, 증식, 이동을 억제하고 VSMC 분화 표지자는 증가시키는 것으로 확인되었습니다.
메커니즘적으로, 뮤스클린은 포유류 라파마이신 표적 복합체 1(mTORC1)의 활성을 억제하고, NPR3와 raptor 단백질 간의 상호작용을 유도하는 것으로 밝혀졌습니다. mTORC1 활성을 복구시키자, 뮤스클린의 PDGF-BB 유도 VSMC 표현형 변화 억제 효과와 손상 유발 혈관 내피 증식증에 대한 보호 효과가 소실되었습니다. 더 나아가, NPR3 유전자를 침묵시켰을 때 뮤스클린에 의한 mTORC1 활성, 해당과정, 그리고 표현형 변화 억제 효과가 사라지는 것이 관찰되었습니다.
종합적으로, 외부에서 뮤스클린을 보충하는 것은 혈관 내피 증식증 관련 병증을 예방하는 유망한 치료 전략이 될 수 있음을 시사합니다. 이는 혈관 건강을 유지하고 혈관 질환을 예방하는 새로운 접근 방식을 제시하는 중요한 연구 결과입니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 혈관 건강과 관련된 매우 흥미로운 발견을 담고 있습니다. 우리가 흔히 '근육'이라고 하면 운동 능력이나 신체 활동을 떠올리지만, 이 연구는 근육이 우리 몸 전체의 건강, 특히 혈관 건강에 어떻게 긍정적인 영향을 미칠 수 있는지 과학적으로 규명했다는 점에서 주목할 만합니다. 핵심은 '뮤스클린(Musclin)'이라는 근육에서 만들어지는 물질입니다.
뮤스클린은 혈관이 손상되었을 때 비정상적으로 두꺼워지는 현상, 즉 '혈관 내피 증식증(IH)'을 억제하는 역할을 합니다. 이는 마치 혈관 벽이 과도하게 성장하지 않도록 '제동'을 걸어주는 것과 같습니다. 더 나아가, 이 연구는 뮤스클린이 이러한 작용을 하는 구체적인 메커니즘도 밝혀냈습니다. 바로 NPR3라는 단백질을 통해 우리 몸의 세포 성장과 대사를 조절하는 'mTORC1'이라는 복합체의 활동을 억제한다는 것입니다. mTORC1이 억제되면, 혈관을 구성하는 평활근세포(VSMC)의 무질서한 증식과 이동이 줄어들고, 정상적인 분화가 촉진되어 혈관 벽이 건강하게 유지되는 것이죠.
이 연구 결과가 일반인에게 중요한 이유는, 앞으로 혈관 질환 예방 및 치료에 새로운 희망을 줄 수 있기 때문입니다. 현재 고혈압, 동맥경화와 같은 혈관 질환은 심근경색, 뇌졸중 등 치명적인 질병으로 이어질 수 있습니다. 만약 뮤스클린을 이용한 치료법이 개발된다면, 현재의 약물 치료나 수술적 치료에 대한 대안이 될 수 있을 것입니다. 특히, 뮤스클린은 근육에서 자연적으로 생성되는 물질이므로, 부작용의 위험도 상대적으로 낮을 것으로 기대해 볼 수 있습니다. 앞으로 뮤스클린이 어떻게 우리 혈관 건강을 지키는 데 활용될지, 그리고 이를 위한 추가적인 연구와 임상 시험이 어떻게 진행될지 주의 깊게 지켜봐야 할 것입니다.