연구요약

심근경색(MI)이 발생한 후 심장은 재생 능력이 없어 재발성 심근경색, 심부전, 높은 사망률을 유발하게 된다. 이를 극복하기 위하여 줄기세포를 이용하는 등 다양한 방법이 연구되었으나, 아직 가시적인 성과를 얻지 못하고 있다. 최근 연구에 따르면 심장에 거주하는 대식세포 (macrophage)가 심근 조직을 보호하고, 혈관신생을 촉진한다고 한다. 이와 관련된 연구결과를 하나 소개한다. 세포가 외부 자극이나 스트레스를 받으면 상당히 빠른 시간에 발현되는 단백질 중에 Annexin A1이 있다. 이 단백질을 심근경색 부위에 adeno-associated viral vectors를 이용하여 과발현 시키면 VEGF를 분비하는 대식세포들을 심근경색 부위에 모이도록하여 혈관 신생을 유도하고 심장의 재생을 도와준다¹⁾. 이번 AHA 2024에서도 심장에 상주하는 대식세포에 관한 새로운 연구결과가 있어서 소개한다.

Acomys(가시쥐)라는 설치류는 심장의 재생 능력이 있어, 심근 경색과 같은 심장 손상이 발생하더라도 심장 조직을 보존하는 능력을 가지고 있으며, 이는 다른 포유류에는 없는 독특한 능력이다. 연구진은 Acomys의 심장 거주 대식세포(resident macrophages)가 심장 보호 역할을 하며, 손상 후 혈관 신생(angiogenesis)을 촉진하여 심근 조직 보존을 향상시킨다고 가설을 세우고, Acomys에 CD115 항체를 2주 간격으로 한달 간 투여하여 심장에 거주하는 대식세포를 특이적으로 제거하였다. 그 이후 심근경색을 유발하였다. 그 결과 허혈성 부위에서 혈관 신생과 모세혈관 밀도가 현저히 감소하였고, 염증성 유전자(CCR2, IL-1, TNF)와 섬유화 유발 유전자(COL1A2, MMP9, TGFB1)의 발현은 상당히 증가하였다. 반면에 혈관 신생 관련 유전자(VEGF, VEGFR2, PDGF)의 발현이 감소하여 심근 회복 메커니즘이 약화된다는 사실을 발견하였다. 결국 심장에 상주하는 대식세포는 혈관신생 유발, 염증 및 섬유화를 억제하는 기능이 있어서 심장을 보호할 수 있음을 증명하였다.

그림1. 심장 상주 대식세포의 심근 경색에서의 작용 기전; 혈관신생을 촉진하고, 염증 및 섬유화를 억제하여 심근의 재생과 회복을 돕는다.

임상적 의의

심장에 거주하는 대식세포는 태아기 yolk sac과 배아의 간에서 기원하며, 심장 조직에 정착한 후 자가 재생을 통해 유지된다. 그러나 이런 대식세포의 기능에 대해 아직 잘 알려져 있지 않았으나, 본 연구를 통해 심장에 거주하는 대식세포가 심장을 보호하는 능력을 갖추고 있음을 증명하였다. 특히, 혈관을 신생하고, 염증이나 섬유화를 줄여 주는 기능을 가지고 있음을 증명하였다. 그러나, 이번 연구는 Acomy라는 특별한 설치류에서 증명한 사실이므로 인간에도 적용할 수 있는지는 추가 연구가 필요하다.

심장 거주 대식세포에 심장을 보호하는 능력이 있을 거라는 여러가지 연구결과들이 있으므로 이 세포들을 선별하여 증식한 다음 심근경색 부위에 투여한다면 심근경색 후 손상된 심장을 재생하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

참고문헌

1) Ferraro B, et al. J Am Coll Cardiol. 2019;73:2990-3002.