분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-05-28 13:53:00 , Hit : 2492
 면역시스템이 유익세균과 평화로운 공존을 유지하는 방법

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013050498&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-05-28      
          
사람의 장은 공생 세균으로 가득하고, 무엇보다도 이들 유익 세균은 우리 몸의 음식물 소화를 돕는다. 그리고, 위장관에는 그러한 세포가 엄청나게 많으나, 면역시스템은 모른척하는 것으로 보인다. 그런데, 염증성 장 질환(inflammatory bowel disease, IBD), HIV/AIDS, 암, 심혈관 질환 및 당뇨병과 같은 몇 가지 만성 질환의 경우에는 면역시스템이 이들 정상적인 유익 세균을 공격하여 만성 염증을 유발하고, 질환을 진행시킨다.

그런데, 마침내 이러한 우호적 정전(truce)을 온전히 유지시키는데 중요한 메커니즘이 이해된 것으로 보이며, 이는 그러한 만성 질환에 대한 새로운 치료법의 개발로 이어질 수 있다.

손넨버그(Gregory F. Sonnenberg) 박사 등은 생쥐의 장에서 염증성 T 세포(inflammatory T cells)의 공생 세균에 대한 반응을 선천성 림프세포(innate lymphoid cells, ILCs)가 직접적으로 제한한다는 것을 학술지 Nature에 보고했다. 이 ILCs 기능이 상실되면 면역시스템이 유익한 공생균에 대한 장기간의 전시 체제(extended war footing)에 들어가게 되며, 이는 다수의 만성 염증질환에서 관찰되는 상황이다.

ILCs는 일군의 희귀한 면역세포들로, 이에 대해서 이야기가 시작된 것은 수년 전이다. 선행 연구들에서 장(intestine)에서 이들 면역세포가 면역반응의 조절에 관여하며, 이는 대체로 ILCs가 면역을 활성화시키는 사이토카인 (cytokines)의 분비능 때문인 것으로 나타났다. 그러나 지금까지는 온전한 면역 시스템 하에서 이들 세포를 선택적으로 제거하는 것이 가능하지 않아서 이들에 대한 연구에 어려움이 있었다.

손넨버그 박사 등은 필수적인 RORγt로 불리는 단백질을 한 종류의 ILCs로부터 제거했다. RORγt가 결핍된 생쥐는 공생균과 전신 염증(systemic inflammation)에 대한 T 세포의 반응을 가중시켰다. 반대로, IL-22와 IL-17과 같이 기존에 확인된 ILC 효과인자 사이토카인이 결실(deletion)이 될 경우는 공생균에 대한 면역반응이 고조되지 않았는데, 이는 ILCs가 미확인된 조절경로를 이용한다는 의미이다.

그런데, RORγt-의존성 ILCs가 어떤 유전자를 발현시키는지에 대한 이 연구팀의 분석에서 주요 조직 적합 유전자 복합체(major histocompatibility complex class II, MHCII)가 높은 수준으로 발현된다는 것이 확인되었는데, MHCII는 외부 단백질을 면역시스템에 보이고 T세포와의 직접적인 상호작용을 위해 일부 세포들이 이용하는 것이다.
RORγt가 결핍된 생쥐와 마찬가지로, ILCs에서 MHCII의 선택적 결실은 공생균을 향한 과민성 T- 세포 반응(hyperactive T-cell responses)과 전신 염증 반응을 초래했으며, 이 모든 것은 광범위 항생제를 이용한 공생균의 박멸로 진정될 수 있었다. 더욱이, ILCs에서 MHCII가 선택적으로 결실된 생쥐에서도 염증성 장 질환이 생기지 않아서, 염증성 장 질환은 공생균에 대한 CD4+ T-세포의 잘못된 반응 때문이었다.

온전한 면역시스템의 상태에서 선택적으로 ILCs를 표적으로 삼은 것은 이번 연구가 처음이며, 이번 발견이 의미하는 것은 정상적은 상황 하에서 MHCII와 함께 일으키는 T-세포의 항 세균 반응을 꺾는데 있어 ILCs가 핵심적인 역할을 한다는 것이다. 실제로, ILC 활성에 대한 직접적인 분석에서 MHCII+ ILCs가 외부 항원의 존재를 T 세포에게 보여주고, ILCs의 확정과 전 염증적 특성(pro-inflammatory properties)을 제한할 수 있다는 것이 손넨버그 박사 팀에 의해 확인되었다.

기본적으로 ILCs가 T 세포가 신뢰하게, 즉 공생균을 무시하게 하여, 면역시스템이 이들 외부의 적 즉, 공생균과 공존할 수 있는 것으로 보인다. 그래서, 유전적 또는 음식이나 감염과 같은 환경적 요인에 의한 ILCs의 소실이나 조절 이상(dysregulation)으로 그러한 예방적 작용이 제거되어, 면역 활성과 만성적 염증의 이상으로 이어질 수 있다.

공생균에 대한 부적절한 면역반응과 그에 따른 병적인 염증이 다수의 만성적 질환의 병인과 진전의 기여요인이고, 그러한 질환에 염증성 장 질환(inflammatory bowel disease, IBD), HIV/AIDS, 암, 심혈관 질환 및 당뇨병이 포함된다고 한다.

이번 연구결과는 공생균에 대한 면역반응을 조절하는 경로와 조직 항상성(tissue homeostasis)의 유지에 새로운 이해를 제공한다. 또한 이번 연구에서 MHCII+ ILCs가 건강한 사람의 장 조직(the intestinal tissues)에서도 발견된다는 것도 확인되었다. 따라서 이번 연구에서 MHCII+ ILCs가 만성적인 염증 질환에 중요할 수 있다는 것이 확인되었지만, 앞으로 관련 연구가 더 이루어져야 할 것으로 보인다.


http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-05/uops-pss052013.php







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