우리얘기

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.

    (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
  

지금까지 전 세계 의학자들은 백신 접종으로 감기 등 감염성 질환 뿐만 아니라 다양한 면역성 질병까지 예방하고자 다각적인 노력을 기울여 왔습니다.

그러나 일부 백신은 효과가 미미하거나 오히려 효과가 전혀 없는 등 질병 예방과 치료에 많은 어려움이 있었습니다. 

KAIST 고규영 교수와 이승효 교수가 주도하고, 라구 카타루 박사와 김한솔 대학원생이 참여한 연구팀이 면역기능을 유지하고 촉진하는데 필수 과정인 '림프관신생 조절'에 관여하는 새로운 메커니즘을 규명했습니다.

고규영 교수

이승효 교수

연 구 개 요 우리의 몸속에 병원균과 같은 항원이 침입했을 때, 면역세포들이 활성화되어 면역반응이 시작되고 효과적인 면역반응을 통해 병원균을 물리침으로써 건강을 회복할 수 있다. 림프관은 체내에 침투한 항원을 획득한 항원표출세포의 이동통로로서, 잘 발달한 림프관 형성은 항원이 면역세포 특히 T 임파구에 잘 전달되어 체내 면역반응을 증진시키는 효과를 보인다. 림프관신생은 항원표출세포에서 분비되는 VEGF에 의해 촉진된다는 결과가 이전에 알려졌는데, 림프관신생을 촉진하여 면역반응 특히 백신의 효과를 증진시키고자 하는 연구가 국내외적으로 활발히 진행 중이다. 카이스트 고규영 교수 연구팀과 이승효 교수 연구팀은 VEGF 외에 림프관신생을 조절하는 다른 인자들을 밝혀내고 이들을 조절하여 백신의 효과를 증진시키려는 가설을 세우고 연구를 진행하였다.   항원표출세포와 T 임파구에 의한 림프관생성 조절 고규영 교수 및 이승효 교수 연구팀은 림프관신생이 T 임파구에 의해 분비되는 인터페론에 의해 억제된다는 사실을 처음으로 밝혔다. 이를 증명하기 위해 T 임파구가 결여된 생쥐모델, T 임파구를 고갈시킨 생쥐모델, 인터페론이 결여된 생쥐와 인터페론 수용체가 결여된 생쥐모델 등을 이용하여 T 임파구가 인터페론을 분비하여 림프관생성을 억제한다는 사실을 밝혔고, 이러한 결과들을 염증상태와 폐암모델에서 보였다. 즉 항원표출세포들은 VEGF를 분비하여 림프관생성을 촉진하고 T 임파구는 인터페론을 통해 림프관생성을 억제한다는 사실을 처음으로 증명하였다.    이는 항원표출세포에 의한 VEGF의 증진과 T 임파구에 의한 인터페론의 차단을 적절하게 조절한다면 효과적인 백신의 효과를 얻을 수 있다는 것을 직접적으로 보여주는 증거이다. 향후 이 방법을 토대로, 새로운 예방백신과 치료백신 개발에 큰 진전이 있을 것으로 본다.

T 임파구가 결여된 생쥐에서 보다 많은 림프관이 생성됨을 보이는 결과 (LYVE-1 : 림프관)

T 임파구를 고갈시켰을 때 높은 림프관생성을 보이나 T 임파구를 회복시키면 림프관생성이 감소함을 보이는 결과 (LYVE-1 : 림프관)

인터페론이 결여된 생쥐에서 많은 림프관이 생성됨을 보이는 결과 (LYVE-1 : 림프관)

인터페론 처리에 의한 림프관 내피 세포의 증식과 림프관의 형성이 감소됨을 보이는 결과

 용  어  설  명

T 임파구
: 체내에서 면역을 담당하는 세포의 한 종류  

인터페론
: 면역세포에서 분비되어 체내의 면역을 담당하는 주요인자 

림프관신생
: 림프관이 새롭게 형성되는 현상 

림프관성장인자
: 림프관신생을 촉진하는 인자

VEGF(Vascualr endothelial growth factor)
 : 혈관내피세포 성장인자

항원표출세포
: 체내에 침입한 항원을 획득하여 T 임파구와 같은 면역세포에 전달함으로써 면역반응을 유도하여 면역 반응의 초기 단계에 관여하는 세포

백신
: 예방접종으로 잘 알려져 있고 항체에 의에 의해 매개되는 방법과 T 임파구의 활성화를 통해 이루어지는 백신법이 있음

이승효 교수, 김한솔 대학원생, Raghu Kataru 박사, 고규영 교수 (왼쪽부터)