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산화적 조직 상해에 대한 heme oxygenase-1의 보호 작용

전문가 제언: ○ 일부의 혐기성 세균을 제외하면 이 지구상의 모든 생명체는 산소 없이 살아갈 수 없다. 산소는 호흡이라는 에너지대사에서 최종 전자 수용체로 작용하는 산화제이다. 그러나 체내에서 일어나는 다양한 산소에 의한 반응에서는 조직세포에 매우 유해한 산소 변형체들이 발생하게 되는데 이들은 대부분 유리기(free radical) 구조로 반응성이 높아 Reactive Oxygen Species(ROS)라고 한다. 이들은 세포의 중요한 유기분자들과 반응하여 조직세포에 치명적인 손상을 주게 된다. 이와 같은 결과는 동맥경화, 뇌졸중, 심근경색, 암 등의 심각한 질병을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 생명체의 수명을 제한하는 노화(aging) 현상의 중요한 한 가지 원인으로 연구되고 있다.

○ Heme은 세포의 생존에 필수적인 많은 종류의 heme 단백질의 활성 중심이다. 그러나 heme 단백질의 분해로 생성되는 과잉의 유리 heme은 ROS 산생을 촉진하게 되어 여러 가지 조직세포에 손상을 초래한다. 유리 heme은 지용성으로 인접 세포의 세포막 사이에 끼어들어 세포 골격에 산화적 손상을 일으킨다. 화학물질로 사용 가능한 hemin은 ROS 산생으로 혈관내피세포에 ICAM-1, VCAM-1, E-selectin 등의 접착인자의 발현을 유발하여 염증성 조직 장해를 야기한다.

○ Heme Oxygenase-1(HO-1)은 유리 heme을 산화시켜 철, 일산화탄소(CO)와 biliverdin(다시 bilirubin으로 환원됨)을 생성하는 효소로 기질인 heme과 여러 가지 스트레스에 의해 유도된다. HO-1은 산화촉진제인 유리 heme을 제거할 뿐만 아니라 대사산물의 작용으로 조직세포를 보호하는 기능을 담당하고 있다.

○ 이와 같은 기능은 산화 스트레스에 의한 급성 장기 장해를 치료하는데 응용할 수 있을 것으로 생각된다. 실험동물에서 간장, 신장 및 하부 장관에서 특이적으로 유도되는 HO-1은 표적 장기의 보호 및 회복에 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 임상에 유효한 HO-1 유도제의 개발은 신약 개발의 새로운 표적이 될 수 있을 것으로 기대된다.

저자: Toru Takahashi, Hiroko Shimizu, Kazuyoshi Inoue, Hiroshi Morimatsu, Kana Umeda, Emiko Omori, Reiko Akagi , Kiyoshi Morita
자료유형: 학술정보