천식 등 만성질환 염증 조절 실마리 풀릴까?
천식 등 만성질환 염증 조절 실마리 풀릴까?
  • 이웃집과학자
  • 승인 2023.04.26 11:45
  • 조회수 1344
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우리 몸에 침입한 병원균이나 암세포를 치료할 수 있는 면역세포인 T세포 중 CD4+ T세포는 적응면역계의 지휘관과 같은 역할을 하는데요. 이러한 CD4+ T세포의 활성 정도에 따라서 천식과 같은 만성질환의 진행 양상과 예후가 달라지게 됩니다. T세포의 활성화 증폭을 위해서는 마치 과녁 모양처럼 면역학적 시냅스 형성이 필요하다는 보고들이 있었습니다. 그러나 어떠한 메커니즘으로 면역학적 시냅스가 형성이 되는지는 잘 알려져 있지 않았습니다.

 

KAIST는 의과학대학원 이흥규 교수 연구팀이 면역학적 시냅스 형성에 섬모 형성 단백질(IFT20)과 엔도솜 형성 단백질(TSG101)의 결합이 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔는데요.

 

KAIST 의과학대학원 정지웅 박사(현, 서울대병원 알레르기내과 임상강사), 강인 박사과정, 생명과학과 김유민 박사과정 등이 주도한 이번 연구에서 연구팀은 단일세포 전사체 분석법을 활용해 활성화된 CD4+ T세포에서 섬모 형성 단백질(IFT20)의 발현이 증가해 있음을 확인했습니다.

 

연구팀은 T세포에 국한되어 섬모 형성 단백질(IFT20)이 결핍된 마우스를 제작했습니다. 해당 마우스는 정상 마우스보다 천식 증상의 특징이 감소했습니다. 이는 정상 CD4+ T세포와 비교했을 때 섬모 형성 단백질(IFT20) 결핍 CD4+ T세포가 면역학적 시냅스 형성을 감소시켜 T세포 증식, 해당작용 및 세포호흡이 감소하기 때문이었습니다. 

그림 설명: IFT20단백질은 TSG101과 결합하여 면역학적 시냅스를 형성함. 면역학적 시냅스가 형성되면 PI3K-AKT-mTOR 신호가 증폭되어 CD4+ T세포가 증식하고, 포도당수송체가 증가하여 해당작용과 세포호흡이 증가하기 됨. IFT20이 결핍된 CD4+ T세포에서는 면역학적 시냅스 형성이 저하되며, 이로 인해서 세포증식과 해당작용, 세포호흡 모두가 감소하게 됨. 출처 : KAIST
그림 설명: IFT20단백질은 TSG101과 결합하여 면역학적 시냅스를 형성함. 면역학적 시냅스가 형성되면 PI3K-AKT-mTOR 신호가 증폭되어 CD4+ T세포가 증식하고, 포도당수송체가 증가하여 해당작용과 세포호흡이 증가하기 됨. IFT20이 결핍된 CD4+ T세포에서는 면역학적 시냅스 형성이 저하되며, 이로 인해서 세포증식과 해당작용, 세포호흡 모두가 감소하게 됨. 출처 : KAIST

또한, 연구팀은 섬모 형성 단백질(IFT20)에 결합하는 단백질을 찾기 위해 효모단백질잡종법과 면역침강법을 이용함으로써 섬모 형성 단백질(IFT20)이 엔도솜 형성단백질(TSG101)과 서로 결합한다는 것을 세계 최초로 규명했습니다. 

정상인에 비해서 천식환자에게서 혈액내의 IFT20발현량이 증가되어 있음. T세포에 국한되어 IFT20이 결핍된 마우스는 정상마우스에 비해서 천식유도가 잘 되지 않음. IFT20이 결핍된 T세포는 정상 T세포에 비해 면역학적 시냅스 형성이 잘 되지 않음. 출처 : KAIST
정상인에 비해서 천식환자에게서 혈액내의 IFT20발현량이 증가되어 있음. T세포에 국한되어 IFT20이 결핍된 마우스는 정상마우스에 비해서 천식유도가 잘 되지 않음. IFT20이 결핍된 T세포는 정상 T세포에 비해 면역학적 시냅스 형성이 잘 되지 않음. 출처 : KAIST

이를 입증하기 위해 연구팀은 T세포에 국한되어 엔도솜 형성단백질(TSG101)이 결핍된 마우스를 제작했습니다. 엔도솜 형성단백질(TSG101)이 결핍된 CD4+ T세포가 정상 CD4+ T세포에 비해 면역학적 시냅스 형성이 감소했는데요. 결과적으로 기존에 알려지지 않았던 면역학적 시냅스 형성에 기여하는 섬모형성 단백질(IFT20)과 엔도솜 형성단백질(TSG101)의 역할을 밝힘으로써 T세포 활성화를 조절할 수 있는 단서를 제공했다는 점에서 큰 의의가 있습니다.

    

이번 연구를 주도한 정지웅 박사는 "그동안 잘 알려지지 않은 면역학적 시냅스 형성을 조절하는 단백질을 확인하는 중요한 연구”라고 설명했습니다. 이흥규 교수는 “면역학적 시냅스 형성의 변화를 통해 천식의 염증 정도가 변화할 수 있음을 확인했고, 향후 면역학적 시냅스를 조절함으로써 천식을 비롯한 다양한 면역 질환 등에서 질환의 염증을 조절하는 실마리를 제공할 것으로 기대한다ˮ 라고 연구 결과를 소개했습니다.

 

연구 결과는 면역학 분야 국제 학술지 `세포 및 분자 면역학(Cellular & Molecular Immunology)'에 4월 7일에 온라인판에 게재됐습니다.

논문명: Regulation of c-SMAC formation and AKT-mTOR signaling by the TSG101-IFT20 axis in CD4+ T cells


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