UNIST "감염병 동시 감염 시 면역 반응 원리 규명"

이상준 교수팀 "면역센서, 동시다발적 염증성 세포 사멸 경로 유발"

여러 병원체에 동시 감염됐을 때 세포가 어떤 방식으로 염증을 일으키는지에 대한 원리를 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 밝혀냈다.

29일 UNIST에 따르면 생명과학과 이상준 교수팀은 병원체 연관 분자(PAMPs) 네 가지를 조합해 면역 세포인 대식세포에 염증 반응을 유발했다.

그 결과 병원체를 인식하는 선천 면역 센서가 상호작용해 하나의 염증 소체 '파놉토솜'(PANoptosome)을 이루고, 동시다발적 염증성 세포 사멸 경로인 '파놉토시스'(PANotosis)를 유발한다는 사실을 확인했다.

병원체 연관 분자는 바이러스, 세균, 진균, 기생충 등 감염성 질환을 일으키는 병원체에서 유래해 면역 반응을 일으키는 분자다.

연구팀은 분석을 위해 네 가지 병원체 연관 분자를 동시에 처리한 실험군과 한 가지 분자만 처리한 대조군을 비교했다.

한 가지 분자만 처리한 대조군은 대식세포 안에서 병원체 연관 분자를 특이하게 인식하는 단일 선천 면역 센서에 의해 염증 세포 사멸인 '파이롭토시스'(pyroptosis)만 유발됐다.

반면 실험군의 경우 각 병원체 연관 분자를 인식하는 네 가지 선천 면역 센서가 모두 활성화돼 위험신호를 알리는 단백질 목합체인 염증 소체 파놉토솜이 형성됐다.

이를 통해 세포 스스로 죽는 '아포토시스'(apotosis), 세포가 괴사하는 '네크롭토시스'(necroptosis), 파이롭토시스가 동시다발적으로 이뤄졌다고 연구팀은 설명했다.

즉 염증성 세포 사멸 세 가지가 하나의 염증 소체에 매개돼 동시에 발생하는 파놉토시스가 관찰됐다.

연구팀은 네 가지 병원체 연관 분자로 인해 형성된 염증 소체가 작은 입자 형태로 세포 밖으로 방출되는 것도 확인했다.

방출된 세포는 다른 대식세포에 흡수돼 정상 세포까지도 공격할 수 있는 사이토카인(cytokine) 분비를 유발했다.

동물 실험을 통한 검증에서는 방출된 염증 소체를 쥐에 주입했을 때 몸무게가 감소하는 것이 확인됐지만, 세포 사멸과 연관성이 있는 유전자를 억제하거나 제거한 쥐는 몸무게가 감소하지 않는 것으로 나타났다.

이상준 교수는 "이번 연구 결과는 코로나19와 인플루엔자 독감 동시 유행인 '트윈데믹'(twindemic), 감염병 복합 유행인 '멀티데믹'(multidemic) 연구에 중요한 시발점이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 국제 면역학 학술지인 '세포 및 분자 면역학'(Cellular & molecular immunology)에 27일 온라인으로 게재됐다.

연구는 성균관대 기초의학대학원 김대식 교수와 협업으로 이뤄졌으며, 과학기술정보통신부 기초연구사업 우수신진연구, 보건복지부 글로벌백신기술선도사업, 기초과학연구원(IBS) 한국 바이러스 기초 연구소, 유한양행(유한 이노베이션 프로그램), 국립보건연구원, UNIST 기초과학연구소의 지원을 받았다.

/연합뉴스