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만성 알레르기 일으키는 기억 T세포 기작 규명
만성 알레르기에 대한 신개념 치료법 개발 가능
특허뉴스 염현철기자 기사입력  2017/09/22 [17:29]


한국연구재단(이사장 조무제)은 “정용우 교수(고려대) 연구팀이 알레르기를 지속하는 데 필수적인 기억 T세포*를 발견하고, 이에 대한 인터루킨-7*의 핵심 역할을 규명해냈다”고 밝혔다.
* 기억 T세포(memory T cell) : 항원에 의해 생성될 수 있는 면역 세포로, 빠른 반응을 보이고 오랜 수명을 가져서 감염병에서는 원인균을 제거하는 데 중요한 역할을 함.
* 인터루킨-7(interleukin-7) : 백혈구가 생성해 자신 또는 다른 백혈구의 기능 및 생존에 영향을 주는 단백질 중 하나로, T세포와 B세포의 발달, 생존, 증식 등에 관여함.
 
알레르기는 외부 물질에 과민한 면역 반응을 일으키는 현상으로, 평생에 걸쳐 발병하는 만성질환인 경우가 많다.
 
T세포*가 알레르기를 일으키는 원인이라는 것이 알려져 있긴 하지만, 구체적으로 어떻게 만성화되고, 특정 계절마다 혹은 수년간 증상이 없다가 다시 발생할 수 있는지에 대한 상세한 기작과 치료법은 아직 밝혀지지 않았다.
* T세포 : 면역세포의 하나로, 감염된 세포 또는 비정상적인 세포를 죽이는 기능과 함께 다른 면역세포의 활성을 돕는 기능을 함.
 
연구팀은 기억 T세포가 오랜 시간이 지난 후에도 알레르기를 재발하고 악화시키며, 특히 인터루킨-7이 기억 T세포의 수명을 유지하는 중요한 역할을 한다는 것을 규명해냈다.
 
연구팀은 천식을 유발시킨 생쥐의 허파 및 기관지에서 알레르기를 유발하는 기억 T세포의 존재를 확인했다. 알레르기를 일으키는 T세포가 기억 T세포로 발달한 것이다.
 
기억 T세포는 항원에 노출되지 않은 상태에서도 림프절에서 자가 증식하고 지속적으로 허파로 이동해서, 허파에 존재하는 기억 T세포의 숫자가 일정하게 유지되었다. 이 기억 T세포들이 심각한 염증 반응을 일으켜 알레르기를 재발시키거나 악화시키는 역할을 하는 것으로 확인됐다.
 
연구팀은 또한 인터루킨-7의 신호 전달을 억제하는 항체를 투입하였을 때 기억 T세포의 수명이 단축되는 것을 확인했다.
 
정용우 교수는 “이번 연구를 통해 기억 T세포와 인터루킨-7이 만성 알레르기를 일으키는 과정을 규명했다”며 “향후 기억 T세포들을 타겟으로 하는 알레르기 치료법 개발에 적용될 수 있을 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.
 
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구) 지원으로 수행되었으며, 국제학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 9월 11자 논문으로 게재되었다.
 
논문명, 저자정보
- 논문명 : IL-7 plays a critical role for the homeostasis of allergen-specific memory CD4 T cells in the lung and airways
- 저자 정보 : 정용우 교수(교신저자, 고려대학교 약학대학),
연승민 박사과정 학생(공동 제1저자, 고려대학교 약학대학),
리아 햄린(Lea Halim)(공동 제1저자, 예일대학교 면역학과)
 
논문의 주요 내용
1. 연구의 필요성
현재 전 국민의 약 30% 이상이 기관지 천식, 아토피 피부염, 알레르기성 비염 등 다양한 알레르기 질환으로 고통 받고 있다.

이 질환들은 치료가 어려울 뿐 아니라 만성적인 질환이기 때문에 한번 발병하면 평생 고통을 받는다. 이와 같이 각종 알레르기 질환을 유발하는 세포들의 생존에 관한 근본적인 연구가 시급한 상황이다.

기억 T세포는 항원의 자극에 의해 생성되는 면역세포로, 동일한 자극에 보다 빠르고 강한 반응을 나타내며, 오랫동안 장수하는 특징을 가지고 있다.

지금까지 기억 T세포의 존재는 감염병에서 주로 연구되었는데 알레르기 질환에서도 이 세포들이 생성되고 유지되는지 여부와 그 역할에 대한 연구가 필요하다.
 
2. 연구내용
천식을 유발시킨 생쥐에서 알레르기를 담당하는 기억 T세포의 존재를 확인하였다. 기억 T세포로 추정되는 세포들이 허파, 기관지, 림프절*, 비장에서 70일 이상 생존하는 것을 확인하였다. 이 세포들은 발견되는 장기에 따라 다른 형질을 가지는 것으로 보인다.
* 림프절: 림프관 중간에 위치하여 면역반응을 유발하는 장기를 일컬음.
 
알레르기를 유발할 것으로 예상되는 기억 T세포들의 증식을 확인하였더니 대부분의 세포들은 림프절에서 증식(약 15%의 세포들이 2주간 증식)하는 것으로 확인되었다.

따라서 이 세포들은 림프절에서 증식하여 허파나 기관지로 이동하는 것으로 추정하였다.
알레르기 환경에서 발달한 기억 T세포들이 생존하기 위해 필수적인 핵심 인자로 인터루킨-7의 역할을 확인하고자 하였다.

이를 위해 인터루킨-7의 신호 전달을 저지하는 항체를 생쥐에 투입한 후 기억 T세포의 수명을 확인하였다.

2주간 항체를 처리한 생쥐에서 급격히 적은 수의 기억 T세포가 림프절, 허파, 기관지에서 발견되었다.
허파와 기관지에 존재하는 기억 T세포들의 기능을 확인하기 위하여 혈류에서 허파로 T세포의 공급을 억제하는 FTY720*라는 약물을 생쥐에 처리하였다.
 
이 약물을 처리하였음에도 이 생쥐들은 정상적으로 알레르기 2차 반응을 보여서 이 기억 T세포들은 알레르기를 악화시키는 데 충분한 역할을 하는 것으로 결론 지었다. 
* FTY720: 곰팡이에서 분리한 약물로 면역세포의 순환을 저해하는 특징이 있어서 다발성 경화증이라는 면역질환 치료에 쓰임.
 
3. 연구 성과
이 연구는 알레르기 질환을 유도하고 유지하는 기억 T세포가 천식을 겪은 허파와 기관지에 존재하는 것을 보여주었다.또한 이 세포의 형질과 역할 및 항상성에 필수적인 인터루킨-7의 작용을 규명하였다.

이 연구 결과는 향후 만성 알레르기 질환을 치료하기 위한 기억 T세포의 항상성을 조절하는 신개념 치료법 개발에 기여할 것으로 기대된다.
 
 
용어설명
1. 알레르기
인체가 외부 항원에 과장된 면역 반응을 일으키는 현상으로, 기관지 천식, 아토피 피부염, 알레르기성 비염 등 다양한 형태로 발병함.
 
2. 기억 T세포
항원에 의해 생성될 수 있는 면역 세포로 빠른 반응을 보이고 오랜 수명을 가져서 감염병에서는 원인균을 제거하는데 중요한 역할을 함.
 
3. 인터루킨-7 (interleukin-7)
백혈구가 생성하여 자신 또는 다른 백혈구의 기능 및 생존에 영향을 주는 단백질 중 하나로 T세포와 B세포의 발달, 생존, 증식 등에 관여함.
 
4. T세포
면역세포의 한 종류로, 감염된 세포 또는 비정상적인 세포를 죽이는 기능과 다른 면역세포의 활성을 돕는 기능을 함.

5. 림프절
림프관 중간에 위치하여 면역반응을 유발하는 장기를 일컬음.
 
6. FTY720
곰팡이에서 분리한 약물로 면역세포의 순환을 저해하는 특징이 있어서 다발성 경화증이라는 면역질환 치료에 쓰임.
 
 
              
▲  알레르기 질환 유지에 필수적인 기억 T세포의 발견   © 특허뉴스

그림설명 : 알레르기 질환 유지에 필수적인 기억 T세포의 발견
생쥐에 기관지 천식을 유발한 후 알레르기를 유발하는 T세포가 오랫동안 허파와 림프절, 비장 등에서 생존하는 것을 확인하였다. 이 세포들은 70일 이상 생존하고 2차 반응을 보여서 기억 T세포로 정의하였다.

     

▲  허파에 존재하는 알레르기 유발 기억 T세포의 항상성 기작 규명     © 특허뉴스
  
그림설명 : 허파에 존재하는 알레르기 유발 기억 T세포의 항상성 기작 규명
알레르기를 경험한 허파에서는 더 이상 항원에 노출되지 않더라도 기억 T세포는 지속적으로 림프절로부터 공급을 받아서 일정한 수를 유지한다. 또한 이 상태에서 인터루킨(IL)-7이 이 세포들의 항상성을 뒷받침하는 핵심 인자이다. 만약 허파가 알레르기를 다시 겪게 되면 허파에 존재하는 기억 T세포들이 알레르기를 재발하는 데 충분한 역할을 할 수 있다.
 




기사입력: 2017/09/22 [17:29]  최종편집: ⓒ e-patentnews.com
 
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