김성영 교수.
김성영 교수.

[라포르시안] 건국대학교 의학전문대학원은 의학과 김성영 교수 연구팀이 혈관 내피 세포의 노화를 조절하는 핵심 유전자 발현 지도를 구축했다고 21일 밝혔다.

자체 개발한 인공지능 알고리즘을 이용한 이번 연구는 새롭게 혈관노화 관련 핵심 인자 및 생물 경로를 발굴해 노인성 혈관 질환 치료의 새로운 패러다임을 열 가능성을 제시했다는 평가를 받고 있다. 

혈관노화는 노인성 질환의 핵심 원인으로 인지되어 왔다, 하지만 혈관이 어떻게 늙어 가는 지와 노인성 혈관 질환의 분자생물학적 메카니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 혈관 내피세포는 혈관 내벽을 구성하는 세포로 동맥경화와 혈관 재협착 등 혈관 질환에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

김성영 교수 연구팀은 자체 개발한 기계학습 기반 메타분석 알고리즘(MLMA)을 이용해 혈관 노화의 특이적 전사체 지도를 완성했다. 

연구팀은 개별 생물경로 기반 기계학습 알고리즘을 메타분석과 결합시켜 보다 일관성을 확보할 수 있는 새로운 형태의 인공지능 메타분석 알고리즘을 개발, 이를 이용해 새롭게 혈관 노화 관련 400개의 차별 유전자와 36개의 핵심 유전자와 관련 생물 경로를 찾아냈다.

특히 새롭게 발굴한 생물경로 중 특히 단일탄소 대사의 핵심 대사 경로인 세린 아미노산 생합성의 대사에 관여하는 효소 PHGDH가 혈관내피세포 노화에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. PHGDH는 개입단계(committed step) 효소, 즉 대사의 분지점에서 발생하는 돌이킬 수 없는 효소 반응에 관여하는 효소로 대사 조절 경로의 핵심 경로이다. 

김성영 교수는 “현재 단일탄소대사를 표적으로 하는 많은 항암제가 활발히 연구되고 있는 상황으로 이러한 새로운 발견은 현재 쓰이고 있는 임상 약제를 이용한 노인성 혈관 질환의 제어에 매우 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

연구 결과는 노화 분야 권위지인 'ARR(Ageing Res. Rev)지 최신호(2021년 1월호) 온라인판에 게재됐다.

저작권자 © 라포르시안 무단전재 및 재배포 금지