세포표면에 있는 당단백질(인테그린, integrin α5β1)의 새로운 기능이 국내 연구진에 의해 규명되어, 치주염 발병원인과 새로운 치료법 개발에 가능성을 열었다.

서울대 최봉규 교수(54세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 일반연구자지원사업(여성과학자)의 지원으로 수행되었고, 면역학 분야에서 세계적으로 권위 있는 학술지인 Immunity(면역), Cell 자매지, IF=24.221’지 최신호(5월 25일자)에 게재되었다. (논문명: Integrin α5β1 activates the NLRP3 inflammasome by direct interaction with a bacterial surface protein)

치아는 오복(五福) 중 하나로 여겨질 만큼 일생을 사는데 매우 중요한 신체부위이다.

일반적으로 사람은 만 6세부터 나오는 영구치로 평생을 사는데, 입 안에는 무수한 세균이 살고 있어 치아와 잇몸의 건강을 지키기란 쉽지 않다. 특히 치주염은 치아와 잇몸사이에 존재하는 다양한 세균에 대한 숙주의 염증과 면역반응의 결과로 일어나는데, 세포조직을 파괴하여 결국 치아를 잃게 만드는 주요한 원인이 된다. 우리나라 성인의 70~80%가 치주염을 앓고 있어 국민구강보건이 크게 위협 받고 있다.

최봉규 교수 연구팀은 치주병원균인 구강나선균에 존재하는 표면단백질이 인테그린과 결합하여 염증성 사이토카인*(인터루킨-1β)의 발현을 유도하고 활성화시켜 결국 치주조직에 과도한 염증을 유발함을 밝혀냈다.

인테그린은 세포와 세포, 세포와 세포외 기질간의 상호작용에 관여하는데, 세포의 증식, 분화, 이동에서 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 만성염증과 종양의 원인에도 관여한다. 다양한 미생물이 숙주세포에 결합하고 침투할 때도 직접 또는 간접적으로 인테그린을 사용한다.

사이토카인은 면역반응과 염증반응을 일으키는 단백질로, 면역세포가 생산하는 분비단백질이다. 대표적인 염증성 사이토카인인 인터루킨(IL)-1β는 숙주세포가 미생물감염을 막기 위해 만든다. IL-1β는 먼저 비활성형(proIL-1β)으로 만들어진 후 단백분해 숙성과정을 통해 활성형으로 변해야만 세포 밖으로 분비되는데, 이 두 과정이 엄격히 분리, 조절됨으로써 IL-1β의 과잉 분비가 통제된다. 인플라마좀은 세포질에 존재하는 복합단백질체로, IL-1β를 비활성형에서 활성형으로 전환시키는데 관여한다. 

최 교수팀은 구강나선균의 표면단백질이 인테그린을 이용해 인터루킨의 비활성형 발현과 인플라마좀 활성을 동시에 유발함으로써, IL-1β의 분비 통제시스템에 문제를 일으켜 치주조직에 IL-1β의 과잉분비가 일어나 과도한 염증을 유발할 수 있음을 규명하였다.

최봉규 교수는 “이번 연구는 구강나선균의 표면단백질이 인테그린을 사용해 IL-1β 분비에 필요한 두 가지 기능(비활성형 발현과 인플라마좀 활성)을 동시에 수행함으로써, 치주조직의 염증반응을 증폭시키고 치주염의 특징인 만성염증상태를 유지하는데 중요한 역할을 한다는 사실을 밝힌 것으로, 이 단백질과 인테그린의 결합은 치주염 억제를 위한 새로운 표적이 될 수 있다”고 연구의의를 밝혔다.