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인체는 어떤 메커니즘에 따라 외부침입자에 대해 면역반응을 보일까?

지금까지 과학계는 면역계에 있는 T임파구가 이러한 기능을 담당하여 면역반응을 조절하고 있는 것으로 파악하고 있습니다.

이것은 마치 군에서 최고 사령관이 지휘권을 갖고 체계적으로 군을 통솔하여 적과 싸워 무찌르는 것과 같습니다.

그러나 정작 최고 사령관 T임파구의 지휘권은 어떻게 조절되는지는 여전히 명쾌하게 규명되지 않았습니다.

이 수수께끼에 대한 해답은 자가면역질환이나 장기이식 분야 정복에 혁명을 가져올 수 있습니다.

왜냐하면 류마티스성 관절염, 아토피, 천식, 궤양성 대장염 등 수 많은 자가면역성질환이 바로 사령관 T 임파구의 지휘권 남용(또는 약화)에 의해 발생하기 때문입니다.

장기이식에 대한 부작용이나 선천성(또는 후천성) 면역 결핍증도 T임파구의 작용으로부터 발생됩니다.

따라서 T임파구의 지휘권을 조절할 수 있다면, 면역관련 질환에 대한 근본적인 치유가 가능한 것입니다.

T임파구는 우리 몸의 면역을 담당하여 면역 조절 사령관이라고도 불립니다.

□ T임파구(면역세포)의 기능을 조절하는 핵심 생체인자가 국내연구진에 의해 밝혀졌습니다.

광주과기원 전창덕 교수팀은 수용체(TCR)와 직접 결합하면서 TCR을 통해 외부물질 인식과 신호전달에 관여하는 새로운 단백질 IGSF4를 찾아내고, 이 단백질이 T 임파구의 지휘권을 조절한다는 사실을 규명했습니다.

<그림 A>
상) IGSF4 단백질이 T 임파구 항원수용체의 한 구성인자인 TCR ζ 사슬과 결합하는 것을 공초점현미경으로 관찰한 사진
하) IGSF4 단백질이 직점 TCR ζ 사슬과 결합하는 것을 보여주는 연구결과임
<그림 B>
상) IGSF4가 결핍된 실험생쥐의 간단한 기술도 및 출생 후 4주된 생쥐의 모습
하) IGSF4가 결핍된 실험생쥐에서 자가면역반응이 감소함을 보여준 사진

이번 연구결과는 생체면역반응의 기초가 되는 원천 생체인자의 발견으로 주목받고 있습니다.


생체인자는 면역강화와 면역조절 등 생체반응에 관여하는 물질입니다.

TCR은 면역 사령관 T임파구가 외부에서 침입한 물질을 인식하게 하는 가장 중요한 수용체로서, 두 개의 사슬을 가진 단백질 구조체입니다.

IGSF4는 세포와 세포간의 부착을 유도하는 분자로, T임파구의 표면에서 항원인식을 도와 T 임파구의 활성을 조절하는 기능을 수행합니다.

연구팀은 쥐를 대상으로 IGSF4를 만들게 하는 유전자를 임의로 제거하면, 생성되는 사령관 T 임파구의 수가 줄어들 뿐만 아니라 만들어진 T임파구도 제대로 활동하지 못하고, 류마티스성 관절염, 아토피 등 자가면역성질환이 크게 억제된다는 사실을 확인했습니다.

반면 IGSF4가 많이 발현하면, 쥐는 오히려 T임파구의 기능이 비정상적으로 증진되어 지휘권 남용으로 면역질환이 발병할 수 있는 가능성이 증가된다는 사실도 밝혀졌습니다.

현재 IGSF4의 기능을 자유자재로 조절할 수 있는 인간 맞춤형 약물을 개발하고 있는 전창덕 교수는 이 물질이 개발되면 자가면역질환의 치료와 장기나 조직이식 등에서 나타나는 부작용을 제어할 수 있는 획기적인 치료제가 될 것으로 기대하고 있습니다.

이번 연구는 전창덕 교수와 김혜란 박사과정생(제1저자)이 주도했으며,  연구결과는 의학 분야의 권위 있는 학술지 '실험의학저널(Journal of Experimental Medicine)'에 11월 14일자(온라인)에 게재되었습니다.
    (논문명 : IGSF4 is a novel TCR ζ-chain-interacting protein that enhances TCR-mediated signaling)

왼쪽부터 이현수 박사과정생(공저자), 김혜란 박사과정생(제 1저자), 전창덕 교수(연구책임자)


 용  어  설  명

TCR (T-cell Antigen Receptor) :
면역 사령관 T 임파구가 외부에서 침입한 물질을 인식하는 유일한 수용체가 T-cell antigen receptor 즉, TCR이다.
이 수용체는 T 임파구의 생성, 발달, 분화 및 효과작용에 있어서 없어서는 안 될 매우 중요한 수용체이며 모든 면역반응은 TCR이 외부항원을 인식하면서 시작된다고 할 수 있다.
그러나 아직도 TCR이 외부의 항원을 인식한 후 어떻게 T 임파구 내부로 신호를 전달하는 지에 대해서는 아직도 이론만 존재할 뿐 정확한 실험적인 증거가 제시된 바가 없다. 

IGSF4 (immunoglobulin superfamily member 4) :
면역 사령관 T 임파구와 항원표지세포 (antigen presenting cell)간의 세포-세포 부착을 유도하는 분자로 처음 규명하였으며, T 임파구의 표면에서 항원인식을 도와 활성을 조절하는 기능을 수행한다.

자가면역성질환 :
외부로부터 내 몸을 지켜야할 면역계가 여러 원인에 의해 이상이 생겨 오히려 내 몸의 세포를 공격하는 질병
  

posted by 글쓴이 과학이야기

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