근육은 인체의 활동성에 매우 중요한 근골격계 유지 및 대사과정에 중요한 역할을 하는 기관이다. 근육 조직은 많은 근섬유로 구성되어 있으며, 각각의 근섬유는 근육세포의 융합에 의해 형성된 하나의 다핵세포로 구성된다. 현재까지 근육세포 융합에 작용하는 다양한 분자들이 밝혀지고 많은 모델들이 제시되었다. 하지만 근육세포 융합의 정확한 분자적 기전을 규명하기 위해서는 아직 많은 연구들이 수행되어야하는 상황이다.  

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 김인산 박사, 동국의대 박승윤 교수 연구팀은 근육형성 과정에서 근육 세포의 융합과정에 작용하는 ‘포스파티딜세린’의 수용체를 규명했다. 인지질(*용어설명 참고)의 일종인 포스파티딜세린은 세포막을 구성하는 지질 이중층 중 내부에 존재하다가 근육세포 융합과정에서 세포막의 외부로 노출되어 세포융합에 작용한다. 김인산 박사팀은 이를 인식하는 수용체를 세계 최초로 밝혀냈다. 

연구진은 포스파티딜세린을  선택적으로 인식하는 수용체인 ‘스태빌린-2’라는 유전자가 근육세포의 분화 및 손상 후 근육 재형성 동안에 근육세포 융합의 효율을 조절할 수 있다는 사실을 알아냈다. 세포막을 구성하는 포스파티딜세린이 정상세포에서는 세포막의 내부에 존재하지만 세포융합(*용어설명 참고)과정에서 세포 외부로 노출된다는 점과 근육세포의 분화과정에서 다양한 포스파티딜세린의 수용체들 중에서 스태빌린-2가 다량 존재한다는 점에 착안했다.

<그림 1> 스태빌린-2 유전자결핍에 의해 근육세포 분화과정 동안에 세포 융합의 감소, 정상 생쥐의 근육세포 분화(좌), 스태빌린-2 유전자결핍 생쥐의 근육세포 분화(우)

연구진은 스태빌린-2가 근육세포에서 중요한 Calcineurin/NFAT(*용어설명) 신호전달을 통해서 발현되는 것을 확인했고, 근육세포에서 스태빌린-2의 양을 증가 시키면 근육세포의 융합이 촉진된다는 연구결과를 도출했다. 이 결과를 바탕으로 스태빌린-2 유전자가 결핍된 마우스를 제작하여 근육세포에서 융합이 줄어 있음을 확인하였고, 정상 생쥐의 근육세포에 비해 손상 후 세포융합에 결함이 있는 것을 발견했다.