바이오인

핵심내용

1918년 스페인 독감 병인기전 규명

□ 성백린 교수(연세대), 김균환 교수‧박은숙 교수(건국대), 김광표 교수(경희대) 연구팀이 공동으로 스페인 독감 바이러스에서 독성을 일으키는 핵심 인자와 그 원리를 규명했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.

□ 1918년 발생한 스페인 독감은 인류 역사상 가장 치명적인 감염병으로, 5,000만 명 이상의 사상자를 기록한 것으로 알려져 있다. 이같이 고 위험성 독감(인플루엔자) 감염은 막대한 인명 피해와 국가 경제적 손실을 초래할 수 있어, 그 병인과 치료 개발 연구가 절실하다.

□ 연구팀은 스페인 독감 바이러스의 'PB1-F2'라는 단백질에 돌연변이가 있음을 주목했다. 이것이 우리 몸의 항바이러스 역할을 하는 인터페론 베타*를 강력하게 저해하여 바이러스의 병독성*을 증가시키는 것을 밝혀냈다.
   * 인터페론 베타(IFNb) : 바이러스나 특정 박테리아 감염 시 이를 제거하기 위해 초기 면역시스템에서 유도되는 물질 중 하나
   * 병독성(virulence) : 병원체가 숙주에 대해 질병, 사망을 일으키는 능력

 ㅇ 스페인 독감 바이러스와 같이 PB1-F2 단백질의 특정 위치의 아미노산에 돌연변이가 있을 때만 이 특성이 나타나며, 돌연변이가 없는 병독성이 약한 일반적인 인플루엔자는 이러한 성질을 나타내지 않았다.

 ㅇ 돌연변이 PB1-F2은 인터페론 신호전달에 관여하는 필수 단백질인 ‘DDX3'를 분해시킴으로써 인터페론 베타의 유도를 강력히 저해한다. 이는 바이러스로 인한 질병 및 사망으로 이어진다.

□ 김균환 교수는 “이 연구는 스페인 독감의 새로운 병인 기전을 규명한 것으로 향후 새로운 형태의 고 위험성 인플루엔자 감염의 치료제 개발에 응용될 수 있으며, 특정 위치의 돌연변이 규명을 통해 스페인 독감과 같은 고위험군 바이러스를 조기에 검출하고 이를 예측할 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다”라고 밝혔다.

□ 성백린 교수는 “스페인 독감은 인류가 경험한 감염성질환 중 최고의 사망률을 기록한 사건으로서 이제 100년이 지난 시점에서 이의 높은 병원성에 대한 해석이 가능하게 되었다. 최근 들어 스페인 독감과 유사한 유전적 변이와 중증 감염이 나타남에 따라 경종이 울려지고 있다”라고 연구 결과의 의의를 밝혔다.

□ 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 바이오의료기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 ‘엠보 저널(EMBO Journal)’에 4월 12일 게재되었다.

상세내용

< 논문명, 저자정보 >

논문명
Co-degradation of interferon signaling factor DDX3 by PB1-F2 as a basis for high virulence of 1918 pandemic influenza

주저자
박은숙 교수(제1저자, 건국대), 성백린(교신저자, 연세대), 김균환 교수(교신저자, 건국대)

< 연구의 주요내용 >

1. 연구의 필요성

 ○ 인플루엔자 바이러스에 의한 감염은 매년 막대한 국가 경제적 손실을 초래하여 왔을 뿐만 아니라 최근 들어 조류 인플루엔자 바이러스 및 신종플루와 같은 변종바이러스의 출현으로 사회적 정서불안 및 막대한 경제적, 물질적 손실을 초래하고 있다.

 ○ 현재까지 인플루엔자 바이러스의 병인론 연구 및 치료제 개발을 위해 인플루엔자 바이러스의 표면항원(HA 및 NA)에 대한 연구가 활발히 이루어져 치료제가 개발되었지만, 계속되는 약제내성 바이러스의 출현으로 새로운 약제개발 및 이를 위한 인플루엔자 바이러스의 병독성에 관여하는 새로운 기전연구가 절실히 필요한 실정이다.

 ○ WHO와 세계전염병 전문가들은 고위험성 인플루엔자의 대유행 발생 가능성이 증가함을 경고하고 있으며, 이의 예방, 조기 예측 및 진단 대책 마련을 권고하고 있다.

2. 연구내용

 ○ 연구팀은 고위험성 돌연변이 인플루엔자 단백질인 PB1-F2가 숙주세포의 선천성 면역 반응을 강력히 저해함을 확인하고 그 기전을 구체적으로 규명하였다.

 ○ 1918년 스페인 인플루엔자 바이러스의 PB1-F2 단백질이 감염된 세포와 마우스에서 제 1형 인터페론 신호전달의 경로를 방해하여 인터페론 베타를 강력히 저해하고, 결과적으로 바이러스의 병독성 (virulence)을 증가시켜 마우스를 죽게 함을 확인하였다.

 ○ 돌연변이 PB1-F2 단백질이 인터페론 신호전달에 관여하는 필수 숙주단백질인 DDX3와 강력하게 결합한 후 이를 세포 내의 단백질을 분해하는 곳으로 유인하여 함께 빠르게 분해됨을 확인하였다.

 ○ 또한, 스페인 독감 PB1-F2 단백질의 68번째와 69번째 아미노산에 생긴 돌연변이가 이러한 특징을 결정짓는 중요한 요소임을 발견하였다.

3. 연구 성과/기대효과

 ○ 이번 연구는 인플루엔자의 PB1-F2 단백질이 강력한 IFN 생성 저해제로써, 바이러스의 병독성 (virulence) 증가의 원인임을 밝혔고, 이는 지금까지 구체적으로 밝혀지지 않았던 스페인 독감의 병인 기전을 새롭게 규명한데 의의가 있다.

 ○ 이 연구를 바탕으로 고위험군 인플루엔자 바이러스의 새로운 항바이러스제 개발 전략 및 예측과 진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

...................(계속)

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