세포 내 물질 이동에 관여하는 단백질의 발현량과 아토피 피부염 중증도 진행의 관계를 밝힌 연구결과가 나와, 아토피 피부염 치료 약물의 기전이 될 것으로 기대된다.

▲ 연세대학교 의과대학 의생명과학부 남기택, 피부과학교실 박창욱 교수

연세대학교 의과대학 의생명과학부 남기택, 피부과학교실 박창욱 교수 연구팀은 RAB25 단백질이 부족해지면 피부 보습력에 관여하는 케라토하이알린과립 생성이 저해돼 필라그린(filaggrin)이라는 보습 인자가 줄어 아토피 피부염이 악화된다고 21일 밝혔다.

▲ RAB25가 결핍되면 세포 운동성이 떨어져 케라토하이알린과립 성장이 저해되는 것으로 확인됐다.

이번 연구결과는 알레르기 면역 분야 최고 권위 국제 학술지 유럽 알레르기임상면역학지(Allergy, IF 14.710) 최신 호에 게재됐다.

프로-필라그린은 피부를 형성하는 단백질 뭉치인 케라토하이알린과립 안에서 필라그린으로 숙성(熟成, muturation)돼 피부 보습 인자를 만든다. 

기존에 연구팀은 피부 보습에 관한 연구를 진행하며 RAB25 단백질의 결핍이 피부의 수분 손실을 유발한다고 밝혔으며, 연구팀은 RAB25 단백질 발현량이 필라그린 생성에 미치는 영향과 원리를 파악하기 위한 연구를 진행했다.

연구 결과, RAB25 단백질의 발현량은 아토피 피부염 중증도에 직접적인 영향이 있었으며, RAB25 단백질이 세포 운동성(actin dynamics)을 촉진해 프로-필라그린이 케라토하이알린과립에서 필라그린으로 숙성하는 과정을 도와 피부 보습력을 높이는 것으로 확인됐다.

또한, 연구팀은 정상 피부와 아토피 피부염의 세포 단백질 발현량을 비교·분석해 RAB25 단백질이 피부에 미치는 영향을 밝혔다.

아토피 피부염에서 RAB25 단백질의 발현량은 정상 피부 샘플의 RAB25 단백질 발현량의 36분의 1로 현저히 적었으며, 이를 통해 RAB25 단백질이 부족해지면 아토피 피부염 중증도가 높아진다는 것을 규명할 수 있었다.

마우스 실험에서도 RAB25 단백질이 결핍됐을 때 세포 운동성이 떨어지면서 필라그린 양이 줄며, RAB25 단백질 결핍이 아토피 피부염 중증도에 영향을 준다는 것을 다시 확인했다.

아토피 피부염을 일으키는 옥사졸론(Oxazolone)을 투여해 피부 건조를 유발했을 때 역시 RAB25 단백질이 없는 마우스에서의 아토피 피부염 발생 범위(200µm)가 정상 마우스(25µm) 보다 8배 넓었다. 

연구팀은 약물 검증도 진행하며 아토피 피부염 치료 약물 개발의 방향성도 마련했는데, 피부 세포를 회복시키는 칼펩틴(Calpeptin)을 RAB25 단백질이 결여된 마우스에 주입한 뒤 경과를 관찰했다.

▲ 칼프틴 치료에 의한 아토피 피부염(AD) 완화. (A-B) 칼프틴 치료 3일 연속 후 야생형(WT) 및 Rab25 녹아웃(KO) 생쥐의 등 피부에서 FLG에 대한 대표적인 면역조직 및 면역글로트 이미지. 저울 막대, 200μm. GAPDH를 로딩 제어로 사용하였다. (C) 칼펩틴 처리된 Rab25 KO 마우스에서 옥사졸론(oxa) 유도 AD 모델의 개략적 이미지. 감작성으로 마우스를 칼프틴으로 2일간 전처리하였다. (D) 차량 및 옥사 처리 마우스의 귀 피부 전체 이미지. (E) 차량 및 옥사 처리 마우스의 귀 두께 및 표피 두께(n = 그룹당 4개, Two-tail Unpaired Student's t-test; **P < 0.01, ***P < 0.001.1) 대표 헤마톡신 및 에오스 염색 옥사 처리된 쥐의 귀 피부 이미지 눈금 막대, 200μm(상부 패널), 50μm(하부 패널) (G) 옥사 처리 생쥐의 혈청 내 총 IgE 농도(n = 그룹당 4, 쌍 꼬리 없는 학생 t-test; ***P < 0.001). 모든 데이터는 평균의 평균 ± 표준 오차로 표시된다. +는 칼렙틴으로 처리된 생쥐를 나타내고 –는 비클로 처리된 생쥐를 나타낸다.

칼펩틴을 투여받은 RAB25 단백질 결여 마우스에서 세포 운동성이 증가하면서 필라그린 발현량이 늘어나며 아토피 피부염 증세가 호전되는 것을 확인했다.

남기택 교수는 "RAB25 단백질의 결핍이 아토피 피부염의 중증도를 높인다는 것과 필라그린의 숙성 원리 규명을 통해 피부 보습력이 개선되는 과정을 파악할 수 있었다"라며, "이번 연구로 찾아낸 치료 약물 기전을 통해 앞으로 아토피 피부염을 극복할 수 있는 연구를 계속 할 것"이라 말했다.