▲ 음주 및 이후 폭음 시, 칼슘 수송체와 SNARE(단백질 복합체)의 발현 변화를 확인함. 음주 시 팽창에 의한 간 세포 크기 증가 및 쿠퍼세포와의 밀접한 거리를 확인함. 음주 후 폭음 시 쿠퍼세포에서 증가하는 활성산소를 확인하고, 글루탐산 수용체(mGLUR5) 하위경로인 PKC(세포 내 단백질 인산화 효소) 억제 시 활성산소 수준와 간손상이 감소함을 확인함. 알코올 간질환 시 본 연구의 요약 그림.(그림 및 설명=KAIST)  © 특허뉴스

과음이 단순히 간을 망치는 수준을 넘어, 간세포가 신경세포처럼 '신호를 주고받으며' 염증을 유도한다는 놀라운 연구 결과가 나왔다. 한국과학기술원(KAIST)과 서울대 보라매병원 공동연구진이 세계 최초로 ‘간 내 유사시냅스(pseudosynapse)’ 형성과 이를 통한 알코올성 간염 발생 기전을 규명하며, 난치성 간질환 치료에 새로운 길을 제시했다.

정원일 KAIST 의과학대학원 교수팀과 김원 서울대 보라매병원 교수팀은 공동연구를 통해, 음주로 간세포와 쿠퍼세포(간 내 면역세포) 사이에 신경 시냅스와 유사한 구조가 일시적으로 형성되며, 이 경로를 통해 염증이 유도되는 새로운 병리 기전을 분자 수준에서 밝혔다고 17일 발표했다.

연구에 따르면, 만성 음주는 간세포 내 소포성 글루탐산 수송체(VGLUT3)의 발현을 증가시켜 글루탐산을 축적시킨다. 이어진 폭음은 세포 내 칼슘 농도를 급격히 변화시켜 글루탐산 분비를 유도한다. 분비된 글루탐산은 쿠퍼세포의 글루탐산 수용체(mGluR5)를 자극해 활성산소(ROS) 생성을 촉진하고, 이로 인해 간세포 사멸과 염증 반응이 유발된다.

가장 큰 발견은, 간세포와 쿠퍼세포가 신경계에서만 볼 수 있었던 시냅스와 유사한 구조를 음주로 인해 일시적으로 형성한다는 점이다. 이 유사시냅스는 간세포가 팽창하며 쿠퍼세포에 밀착될 때 생성되며, 단순한 세포 손상을 넘어서 세포 간 신호전달을 통한 능동적 면역 반응 유도를 시사한다.

정원일 교수는“이는 향후 알코올 지방간염(ASH)의 발병 초기 단계에서 진단용으로 혹은 치료를 위한 새로운 분자 표적으로 활용될 수 있다”라고 말했다.

연구팀은 VGLUT3, mGluR5, NOX2 등 주요 분자들을 유전적·약리적으로 억제해 알코올성 간 손상을 줄이는 데 성공했으며, 이 기전은 알코올성 간질환 환자 혈액과 간조직을 분샥해 해당 메커니즘이 임상적으로도 적용될 수 있음을 제시했다. 

이번 연구는 KAIST 의과학대학원 양경모 박사(현 여의도성모병원), 김규래 박사과정생이 공동 제1저자로 참여, 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 7월 1일자로 게재됐다.

논문명은 Binge drinking triggers VGLUT3-mediated glutamate secretion and subsequent hepatic inflammation by activating mGluR5/NOX2 in Kupffer cells이다.