질병관리청 제공엠폭스(원숭이두창) 감염 시 중증화를 유발하는 주요 단백질 센서가 국내 연구진에 의해 처음 규명됐다.
질병관리청 국립보건연구원은 25일 AIM2 단백질이 엠폭스 감염 과정에서 과도한 염증 반응을 일으키는 핵심 '방아쇠' 역할을 한다는 연구 결과가 국제학술지 'Cellular & Molecular Immunology'에 지난 12일 게재됐다고 밝혔다.
이번 연구는 질병관리청 국립보건연구원 공공백신개발지원센터 감염병백신연구과와 울산과학기술원 이상준 교수팀, 성균관대학교 김대식 교수팀이 공동 수행했다.
연구진은 엠폭스 바이러스의 DNA가 세포질에 침입하면 AIM2 단백질이 이를 직접 감지해 염증소체를 활성화하고, 이 과정에서 염증성 세포사멸이 폭발적으로 일어난다는 점을 규명했다.
현재 보고된 엠폭스의 치명률은 3% 내외로 높지 않은 편이다. 그러나 체내에서 과도한 염증 반응이 일어나면 정상 조직까지 파괴해 오히려 병을 악화시킬 수 있다. 건강한 청년이 독감이나 코로나19 감염 후 목숨을 잃는 경우에도 '사이토카인 폭풍'이라 불리는 이 같은 염증 폭주가 주요 원인이 되는 것으로 알려져 있다.
AIM2 단백질은 세포질로 들어온 외부 DNA를 직접 인식하는 DNA 센서다. 여러 감지 단백질 가운데 이번 연구에서는 AIM2만이 엠폭스 바이러스의 DNA를 실제로 식별해 강한 염증 반응을 유도하는 핵심 센서임이 밝혀졌다.
AIM2가 활성화되면 카스파제1 효소가 작동하면서 IL-1β, IL-18 등 강력한 염증성 사이토카인이 대량 분비되고, 감염된 세포뿐 아니라 주변 정상 조직까지 파괴하며 염증 반응을 증폭시키는 것으로 나타났다.
연구진은 엠폭스 감염 동물 모델에서 AIM2를 억제했을 때 폐 조직의 염증 반응과 세포 사멸이 확연히 완화되는 것도 확인했다. 이는 엠폭스 중증화를 유발하는 분자 수준의 기전을 규명한 결과로 평가된다.
중증 엠폭스 환자에게서 나타나는 폐 손상, 피부괴사 등 심각한 조직 손상 역시 이러한 염증 폭주와 연관된 것으로 분석된다. 과도한 염증 반응이 질환 악화를 이끄는 '시작점'이 AIM2라는 사실이 최초로 실험적으로 확인된 셈이다.
임승관 질병청장은 "이번 연구는 원숭이두창바이러스 감염에서 과도한 염증 반응을 일으키는 시작물질이 AIM2라는 것을 실험적으로 규명한 첫 사례"라며 "원숭이두창바이러스에 의해 유발되는 중증도 및 염증반응의 분자적 매커니즘을 규명함으로써 엠폭스 대유행 대비를 위한 백신 및 치료제 개발에 대한 과학적 근거를 마련했다"고 평가했다.
질병관리청 제공