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2011. 1. 25. 04:00 대덕밸리과학소식/KAIST

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


이에 따라 기존보다 면역효과를 획기적으로 증진시키는 백신 개발의 가능성을 열었습니다.

림프관신생(lymphangiogenesis)은 몸속에 새로운 림프관이 만들어지는 현상으로, 면역기능 유지와 염증 억제에 매우 중요한 과정입니다.

연구팀은 우리 몸의 면역을 담당하는 세포(T 임파구)에서 분비되는 물질(인터페론)이 림프관신생을 억제한다는 사실을 쥐 동물실험을 통해 새롭게 발견하고, 이 물질을 효과적으로 조절하면 면역기능을 촉진시켜 백신치료 효과를 향상시킬 수 있다는 점을 밝혀냈습니다.

인터페론은 T 임파구가 활성화되면 분비되는 것으로, 체내의 면역을 담당하는 주요 인자입니다.
 
연구팀은 T 임파구와 인터페론이 결여된 생쥐에 면역 증강제를 투여하자 림프관신생이 급격히 증가한다는 사실을 확인했습니다.

T 임파구나 인터페론의 기능을 조절하여 백신의 효과를 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 면역 기능을 높인 백신 개발의 가능성을 제시한 것입니다.

이번 연구결과는 면역학 분야에서 세계적으로 권위 있는 학술지인  '이뮤니티[Immunity, Cell 자매지, IF=20.589]'지 표지논문(1월 20일자)으로 선정되는 등 연구의 우수성을 인정받았습니다. 
(논문명 : T Lymphocytes Negatively Regulate Lymph Node Lymphatic Vessel Formation)

                                           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.

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)

posted by 글쓴이 과학이야기

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