류마티스관절염에서는 그동안 다양한 진단 마커들이 제안됐지만, 작용 기전이 명확히 밝혀지지 않아 임상에 활용하기에는 한계가 있었다.

연구팀이 주목한 겔솔린(GSN)은 세포의 모양 변화와 이동성, 세포사멸 억제에 관여하는 단백질이다. 특히 류마티스관절염 환자의 혈액에서 낮은 농도로 발견되는데, 연구팀은 이 점에 착안해 겔솔린이 NLRP3 염증복합체의 활성을 억제한다는 사실을 밝혀냈다.

NLRP3 염증복합체는 염증성 사이토카인인 IL-1β와 관련이 있으며, 류마티스관절염의 염증반응을 촉진한다. 김락균 교수 연구팀은 겔솔린이 류마티스관절염 발병 예측과 조기 진단을 도울 뿐 아니라, 새로운 치료제 개발에도 활용할 수 있는 것을 확인했다.

먼저 유전자 편집기술을 이용해 겔솔린이 결핍된 쥐와 정상 쥐에게 류마티스관절염을 유도하고 염증반응을 비교했다. 그 결과, 겔솔린 결핍 쥐 그룹은 발과 발목에 부종이 더 심각하게 나타나는 관절염 증상을 보였으며, 염증성 사이토카인이 과도하게 분비됐다. 겔솔린이 부족하면 NLRP3 염증복합체가 과도하게 활성화되고, 이로 인해 류마티스관절염 증상이 악화됐다.

또한 연구팀은 겔솔린이 세포 내 칼슘 균형과 미토콘드리아의 안정성을 유지해 과도한 염증반응을 억제하는 역할을 한다는 사실도 밝혔다. 겔솔린은 NLRP3와 결합해 염증복합체 형성을 방해하고, NLRP3 염증복합체가 미토콘드리아로 이동하는 것을 억제했다. 그 결과, 염증반응을 줄이는 효과가 나타났다. 이는 류마티스관절염 외에 다양한 염증성 질환에서도 겔솔린을 진단 마커와 치료 표적 물질로 활용할 수 있음을 의미한다.

한편 연구 결과는 ‘네이처 세포사멸과 분화(Nature Cell Death & Differentiation, IF 13.7)’ 저널에 게재됐다.