오클루딘 (Occludin)

뇌과학·신경과학
한 줄 정의: 상피세포와 내피세포의 밀착연접(tight junction)을 이루는 막 단백질로, 세포와 세포 사이를 봉인해 물질이 새어나가지 않도록 조절하는 역할을 한다.

쉽게 풀면

우리 몸의 상피세포(피부, 장벽, 혈관 내벽 등)는 서로 빈틈없이 맞물려 있어야 물이나 물질이 엉뚱한 곳으로 새지 않는다. 오클루딘은 이 세포와 세포 사이의 이음매를 촘촘히 붙여주는 '지퍼' 같은 단백질로, 세포막을 네 번 통과하는 구조를 갖고 이웃 세포의 오클루딘과 서로 맞물려 문을 잠근다. 예를 들어 장 내벽에서는 오클루딘이 느슨해지면 장 속 물질이 혈관으로 새어나가는 '장누수' 현상이 생길 수 있고, 뇌혈관 장벽에서는 오클루딘이 유해 물질의 침입을 막는 문지기 역할을 한다. 즉 오클루딘은 몸 안팎을 가르는 세포 장벽의 '자물쇠' 부품이라고 이해하면 쉽다.

왜 중요한가

오클루딘은 장, 혈관, 뇌혈관장벽(BBB) 등 다양한 장기의 투과성 장벽 기능을 유지하는 핵심 구성요소이기 때문에, 그 발현량이나 인산화 상태 변화는 염증성 장질환, 뇌혈관 손상, 감염병 발병기전 연구에서 중요한 지표로 쓰인다. 또한 바이러스나 독소가 세포 간 결합을 파괴해 조직 장벽을 뚫는 기전을 설명할 때 오클루딘의 손상 여부가 핵심 근거로 제시되는 경우가 많다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"오클루딘의 발현 저하는 장 상피 투과성 증가 및 염증성 장질환 악화와 유의한 상관관계를 보였다."

오클루딘 단백질이 줄어들면 장 벽에 틈이 생겨 장 투과성이 높아지고, 이것이 염증성 장질환의 증상을 더 악화시킨다는 뜻이다.

"저산소 조건에서 오클루딘의 인산화 변화는 혈액뇌장벽의 투과성 증가를 매개하는 주요 기전으로 확인되었다."

산소가 부족한 상황에서 오클루딘 단백질에 화학적 변형(인산화)이 일어나면 뇌혈관 장벽이 느슨해져 물질이 더 쉽게 통과하게 된다는 설명이다.

조금 더 깊게 보면

오클루딘은 단독으로 장벽을 형성하기보다 클라우딘(claudin) 계열 단백질, ZO-1 같은 지지 단백질과 복합체를 이루어 밀착연접을 완성한다. 오클루딘의 세포질 내 C-말단 꼬리가 인산화(phosphorylation)되는 정도에 따라 장벽의 개폐 상태가 조절되며, 이 과정은 염증성 사이토카인이나 산화 스트레스에 민감하게 반응한다. 최근 연구에서는 오클루딘 자체가 장벽 형성에 필수적이라기보다 장벽의 '미세 조절자' 역할을 한다는 견해도 제기되어, 클라우딘과의 기능적 역할 분담에 대한 논의가 이어지고 있다.

주의할 점

오클루딘 넉아웃(제거) 동물에서도 밀착연접 자체는 형성될 수 있어, 오클루딘이 장벽 형성의 '필수' 요소라기보다 '조절' 요소에 가깝다는 점에 유의해야 한다. 따라서 오클루딘 발현량 변화만으로 장벽 기능 전체를 단정하기보다, 클라우딘 등 다른 밀착연접 단백질과 함께 해석하는 것이 바람직하다.