인플루엔자 바이러스(H1N1) 감염 마우스 모델을 통한 Beclin-1 유전자의 생리학적 역할 규명

Abstract

인플루엔자 A 바이러스 감염으로 인해 심각한 폐 손상을 앓는 환자들이 매년 꾸준히 발생하고 있다. 지금까지 인플루엔자 A 바이러스 관련 연구들은 면역반응을 유도하고 감염에 의해 활성화되는 물질의 기능을 Macrophage와 Memory B cell과 같은 세포에서 규명한 결과들이 대부분이다. 최근 들어 바이러스들이 Autophagy를 이용하여 자가 복제에 이용한다는 연구결과들이 발표됨에 따라 인플루엔자 A 바이러스와 Autophagy의 관계에 대한 연구도 많이 이뤄지고 있다. 특히, M2 단백질은 Beclin-1과 결합하여 Autophagosome과 Lysosome간의 fusion을 막아 Autophagosome을 축적시키게 되고 이것을 바이러스는 복제 과정을 위한 보호소로 이용한다. 본 연구에서는 인플루엔자 A 바이러스를 감염시킨 mouse model을 통해 Beclin-1 유전자의 역할을 확인하고자 했다. 가장 먼저 Beclin-1 유전자가 knock out된 Mouse에 인플루엔자 A 바이러스를 감염시켜 체중 변화를 관찰한 결과 체중이 덜 감소하는 점을 확인하였다. 먼저, 이러한 경향이 바이러스 농도가 감소함으로 인한 결과인지를 확인해보았고 차이가 없음을 확인했다. 이러한 근거로 Beclin-1이 바이러스 복제에는 영향을 주지 않을 것이라고 예상할 수 있었다. 다음으로 숙주세포의 향상된 바이러스 저항성에서 비롯된 결과인지 확인하기 위해 항 바이러스 관련 Cytokine들의 유전적, 단백질적 발현 수준을 확인해보았다. 그 결과, Becn1+/-에서 인터페론 3와 CXCL-10 유전자가 높게 발현되었고 동시에 호흡기 상피세포의 사멸이 감소하는 점을 확인하였다. 본 실험 결과로 인플루엔자 감염으로 인한 인터페론 3와 CXCL-10의 분비와 세포사멸 기전에서 beclin-1이 중요한 역할을 할 것이라는 점을 예상할 수 있었다. 이런 향상된 저항성이 상피세포 사멸의 감소가 원인인지 아니면 Beclin-1에 의해 향상된 항 바이러스성 Cytokine과 Chemokine이 원인인지를 규명하기 위해 in vitro 상의 세포 기전 연구가 필요하지만 바이러스에 의해 야기된 심각한 폐 손상이 나타나기 까지 beclin-1이 중요한 매개 인자로 작용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 더 나아가 본 연구 결과가 바이러스 감염 후기 Beclin-1의 발현을 억제시켜 호흡기 상피세포의 손상을 줄여줌으로써 바이러스 감염 치료에 새로운 방법을 제시할 것으로 기대한다.