심장 3배 커지는 비후성 심근병증 단서…ATF3 유전자 역할 확인

제브라피쉬 모델로 심장비대·전기 이상 메커니즘 규명

심혈관질환 원인 유전자 연구·치료 표적 발굴 기대

ⓒ질병관리청 국립보건연구원

심장 근육이 비정상적으로 두꺼워지는 유전성 질환 비후성 심근병증의 발병 단서가 국내 연구진에 의해 확인됐다. 스트레스 반응과 관련된 전사인자 ATF3가 과도하게 증가할 경우 심장이 크게 비대해지고 전기적 기능에도 이상이 나타나는 것으로 나타났다.

11일 질병관리청 국립보건연구원에 따르면 연구진은 제브라피쉬 동물모델을 활용해 ATF3 유전자의 과발현이 심장 구조와 기능에 미치는 영향을 분석했다. 제브라피쉬는 사람 유전자와 약 70%가 유사하고 질병 관련 유전자 약 82%가 보존돼 있어 질환 연구에 활용되는 대표적인 모델이다.

연구진이 사람의 ATF3 유전자를 제브라피쉬 심장에서 발현하도록 유도한 결과 정상 개체와 비교해 심장 크기가 약 2.5~3배 증가했다. 심근세포 크기도 함께 커지면서 심장비대가 나타났다.

조직 분석에서는 심장 근섬유 구조 이상과 섬유화 증가 등 심장 조직 손상이 관찰됐다. 대식세포 침윤도 확인됐다.

심전도 분석에서도 이상이 나타났다. QT 간격이 길어지는 긴 QT 증후군과 유사한 특징이 확인됐다. 이는 심장의 전기적 기능에 변화가 생겼음을 의미한다.

전사체 분석에서는 세포사멸 관련 유전자 발현은 감소했다. 반면 세포 증식과 발달 관련 유전자 발현은 증가했다. ATF3 과발현이 심장세포의 비정상적인 증식을 동반한 심장비대와 연관될 수 있음을 보여주는 결과다.

김원호 국립보건연구원 만성질환융복합연구부 부장은 “이번 연구는 제브라피쉬에서 ATF3에 의한 심장비대 및 기전을 처음으로 밝힌 것에 큰 의미가 있다”며 “다양한 만성질환의 발병 기전과 치료 표적을 발굴하는 연구를 지속하겠다”고 말했다.