| 시후대학교,, 코로나19 사망 환자의 단백질분자 병리학적 연구 | ||
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  시후(西湖)대학교 생명과학학원과 화중(華中)과학기술대학교 퉁지(同濟)의학원부속 세허(協和)병원 연구팀은 2020년초에 코로나19로 사망한 환자의 다기관 조직 샘플의 단백질분자 병리학적 파노라마를 발표하여 코로나19의 치사 메커니즘을 심층 파악하고 환자에 대한 정확한 중재 치료에 도움을 제공할 전망이다. 해당 연구 성과는 “Multi-organ Proteomic Landscape of COVID-19 Autopsies”라는 제목으로 2021년 1월 9일, 국제학술지 「Cell」에 게재되었다. 연구팀은 코로나19로 사망한 19명 환자의 폐, 비장, 간, 심장, 신장, 갑상선 및 고환 등 7개 기관에서 144개의 조직 샘플을 수집하였다. 19명 환자는 모두 코로나19 감염으로 인한 폐렴 또는 호흡부전으로 사망하였고 그중 7명은 말기 다발성장기부전증후군(MODS)이 병발하였다. 또한, 56명 비코로나19 환자의 74개 대조군 조직 샘플을 수집하였다. 현미경을 이용한 병리 검사 결과, 환자의 폐에 미만성 폐포 손상, 폐 섬유화, 호중성과립구 침윤 및 혈전증 등 병리학적 변화가 나타났고, 비장의 백색 비수(White pulp)가 위축되었으며, 간에 지방 화생, 일부 병례는 경색이 나타났고, 심장에 심근 부종과 간질 림프구 침윤이 발생했으며, 신장에서 급성세뇨관손상이 발견되었다. 연구팀은 고압순환기술(PCT), TMT라벨링 결합의 숏건 프로테오믹스(Shotgun proteomics) 기법에 기반한 질량 스펙트럼 데이터 샘플링 및 오믹스(Omics) 데이터 분석을 통해 11,394개의 인간 유래 단백질분자를 식별하여 코로나19 중증 사망 환자의 다기관 단백질분자 파노라마를 제작했다. 비코로나19 환자의 대조군 조직 샘플과 비교한 결과, 사망한 환자 샘플군의 5,336개 단백질에서 변화가 발생하였다. 상술한 7개 장기 조직 중, 비장의 적색 비수(Red pulp)에서 뚜렷하게 변화된 단백질을 확인하지 못했고, 간장에서 변화된 단백질 수가 가장 많았다(N=1970). 해당 현상은 코로나19로 인한 사망 환자 중, 간장 손상 가능성이 큼을 의미한다. 코로나19가 인체를 침범하는 과정에서 바이러스 수용체 안지오텐신전환효소2(ACE2단백질, 인체 혈압조절 단백질)는 침입 "키" 스파이크 단백질과 결합하는 수용체이다. 연구팀은 코로나19 사망 환자의 각 기관의 ACE2 단백질 수가 비코로나19 환자와 뚜렷한 차이가 없음을 발견했다. 그러나, 바이러스의 세포 침입을 돕는 또 다른 단백질인 카텝신L(CTSL)은 코로나19 환자의 폐에서 뚜렷이 증가했다. 코로나19 사망 환자에서 ACE2 발현 수준이 변화되지 않았고 단지 코로나19 바이러스가 인체에 진입하는 하나의 통로일 뿐이며, CTSL은 바이러스 침입을 차단하는 잠재적인 치료 표적이 될수 있다. 연구팀은 다양한 기관의 생리 기능, 병리학적 형태 및 단백질체학에 대한 체계적인 비교 연구를 통해 바이러스 증식 관련, 폐섬유화 병리 과정 및 바이러스 제한인자 분해에 참여하는 단백질 등 다양한 폐 단백질이 변화된 것을 발견했다. 단백질체학 분석 결과, 폐와 비장은 면역검사와 단백질의 상향조절 및 T세포 농축 단백질의 하향조절을 분자 특징으로 하는 적응성 면역 반응 억제를 나타냈다. 또한 비장의 T, B 등 임파세포 감소도 해당 분자의 특징을 뒷받침한다. 이외에 임상병리학적 관점에서는 폐에만 실질적인 섬유화 병변이 발생하였으나 단백질체학 분석 결과, 간장, 신장 등의 기관에도 조직 섬유화 징후가 있었다. 이는 이미 건강을 회복한 중증 코로나19 환자는 “다기관 섬유화” 후유증을 예방하고 조기 개입이 필요함을 시사한다. 남성의 코로나19 감염과 사망율이 더 높고 코로나19 바이러스가 남성 생식 기능을 손상시킨다는 연구 관점이 있다. 연구팀은 코로나19 환자의 고환 조직에서 뚜렷하게 변화된 10개의 단백질을 발견했으며, 이들의 기능은 콜레스테롤 합성 억제, 정자 활성 감소 및 Leydig 세포 특이마커 감소와 밀접한 관련이 있다. 그 중, Leydig 세포는 남성 안드로겐의 합성 및 분비와 밀접한 관련이 있어 코로나19 남성 환자의 생식력에 영향을 미칠 가능성이 있음을 시사한다. 해당 연구는 코로나19 사망 환자의 조직 샘플에 기반하였으며 경증 및 중증 환자에서 동일한 변화가 발생할지 그리고, 이러한 변화가 가역적인지의 여부는 심층 연구가 필요하다. 시후대학교의 Guo Tiannan(郭天南) 연구원과 Zhu Yi(朱怡) 부연구원, 우한세허(武漢協和)병원의 Hu Yu(胡豫) 교수와 Xia Jiahong(夏家紅) 교수가 해당 논문의 공동 교신저자이고 우한세허병원의 Nie Xiu(聶秀) 교수와 Huang Bo(黃博), Dong Xiaochuan(董小川), Guo Tiannan 연구팀의 Qian Liujia(錢鎏佳) Sun Rui(孫瑞), Xiao Qi(肖琦) 및 시후어우미(西湖歐米)생물과학기술유한회사의 Zhang Qiushi(張秋實)가 공동 제1저자이다. 정보출처 : http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202101/t20210106_160531.htm |
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