바이오인

조기 반응 면역 세포들은 침입 발생 전에 충분히 준비

□ 강력한 게놈 기술들을 통해 국립 관절염, 근골격 및 피부질환 연구소의 연구자들은 선천성 임파상 세포(ILCs*)라고 불리는 면역 세포들의 발달이 감염에 대한 급속한 반응을 위해 이들 세포들을 준비한다는 사실을 발견

    * innate lymphoid cells

  ㅇ 금일 Cell지에 온라인으로 게재된 이번 일은 신체의 면역 방어에서 중요한 역할을 수행하는 것으로 점차 인지되고 있는 일련의 세포들의 발달과 기능에 해결의 실마리를 제공

  ㅇ 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소는 국립보건원 산하

□ 이 논문의 주요 저자이자 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소의 과학분야 책임자인 John J. O’Shea 박사는 지금까지는 연구자들은 면역 세포의 다른 종류인 T 세포에 집중해 왔다고 언급

  ㅇ 선천성 임파상 세포들은 미생물들이 신체 내로 들어오기 위해서 처음으로 지나쳐야 하는 피부, 폐 및 장과 같이 신체의 장벽 지역들을 방어하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보이면서 각광을 받게 되었다고 강조

□ 우리의 면역시스템은 두 가지 종류 ? 선천성과 적응성을 보유

  ㅇ 선천성 임파상 세포들은 침입이 이루어진 최초 위치에서 병원균에 대하여 빠르게 반응하는 선천성 면역 세포들

  ㅇ 이들은 감염과 싸우기 위한 신호를 전파하는 사이토카인이라고 불리는 소규모 분자들을 분비

□ 적응성 면역 반응은 특정한 문제가 되는 병원균들을 목적으로 할 수 있는 세포들의 부대를 만들어 서서히 효과를 발휘

  ㅇ T 세포, 특히 helper T 세포들은 적응성 면역 시스템의 가장 중요한 부분

  ㅇ 그들은 그들이 싸우고자 하는 병원균의 종류에 따라 다른 사이토카인을 생산

□ T 세포들의 중요성은 1980년대 HIV와 후천성 면역 결핍증의 출현에 따라 부각

  ㅇ HIV는 특정한 T 세포들을 공격하여 면역 방어를 파괴하고 감염과 암에 걸리기 쉽도록 함

  ㅇ 그 때부터 전 세계의 연구자들은 T 세포 종류별로 독특한 기능들을 규명해 왔고 이는 숙주 방어에서의 그들의 역할에 대한 새로운 통찰력과 함께 새로운 치료 전략의 기회를 제공

□ 선천성 임파상 세포들은 선천성 면역 반응의 시작에서의 그들의 중요한 역할에도 불구하고 주목을 덜 받아왔음

  ㅇ 최근의 연구들은 선천성 임파상 세포들과 T 세포들이 그들이 생산하는 사이토카인의 종류에 의해 정의되는 그들의 하부분류에 있어서 서로를 반영함을 규명

  ㅇ 그럼에도 불구하고 이들 두 종류의 세포들 간의 관계는 불명확

【그림설명】 임파상 세포들의 배열

  ㅇ 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소의 연구자들은 면역시스템의 초기 반응자들인 선천성 임파상 세포들이 빠른 반응을 위하여 DNA 수준에서 준비하고 있음을 발견

    * 제공 : 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소 Han-Yu Shih, John O’Shea, 국립보건원 의료 예술 부문 Alan Hoofring

□ 무엇이 선천성 임파상 세포들을 T 세포들과 구별하는지를 결정하기 위해 O’Shea 박사 연구팀은 어떻게 세포가 기능하는지에 대한 자세한 지시들을 제공하는 세포의 유전적 정보라는 세포의 신원의 기초를 관찰

  ㅇ 각 세포 종류들을 독특하게 만드는 것 중 일부는 각 세포의 특징적인 DNA 구조와 조절 인자들

  ㅇ DNA 가닥과 일련의 조절 인자들의 조합은 스위치처럼 생각될 수 있으며 이는 어떤 유전자가 꺼져 있을지(비활성) 또는 켜져 있을지(활성) 여부를 결정하는 것을 도움

□ DNA의 비활성 부위는 단단한 코일로 꼬여있는 반면, 활성 부위는 개방되어 있고 유전적 정보를 읽는 세포 기구들에 접근 가능

  ㅇ 게놈의 개방된 부위들은 유전자 자체와 함께 유전자 활성 조절에 기여하는 많은 부위들도 포함

  ㅇ 게놈의 지역들과 정보가 읽어질지 여부를 조절하는 인자들은 함께 세포의 regulome이라고 불림

□ 생쥐 실험에서 연구진들은 선천성 임파상 세포들과 T 세포들이 동시에 생산하는 사이토카인 유전자들을 조절하는 게놈의 영역들을 분석

  ㅇ 그들은 선천성 임파상 세포들의 개별 하부분류들이 접근가능 영역에서 특징적인 패턴과 관련되어 있음을 발견

  ㅇ 이들 패턴들은 개별 하부분류들을 위한 바코드의 일종으로 볼 수 있음

  ㅇ 추가적인 연구들은 선천성 임파상 세포들이 세포 발달의 과정에 걸쳐서 단계적인 방식으로 그들의 바코드를 획득함을 규명

□ 중요하게, 분석 결과 선천성 임파상 세포들에서 바코드는 그 세포들이 감염을 만나기 전에 준비됨을 확인

  ㅇ 사이토카인 유전자들을 조절하는 스위치들을 둘러 싼 이 개방되고 접근가능한 배열은 선천성 임파상 세포들이 감염에 대해 빠르게 급습을 감행할 수 있도록 하는데 중요

□ 이에 비하여, 연구진들은 생쥐의 T 세포들에서 사이토카인 유전자들을 조절하는 DNA 부위의 다수가 병원균에 노출되기 전에는 접근이 불가능하고 비활성화되어 있음을 발견

  ㅇ 그러나 감염이 이루어지면 T 세포들은 그들의 선천성 임파상 세포들의 것과 유사한 바코드들을 채택

  ㅇ 이 결과는 선천성 임파상 세포들과 T 세포 하부분류들이 유사한 종류의 사이토카인을 생산한다는 기존의 발견들을 반영하며 또한 어떻게 이 두 가지 세포 종류들이 이러한 면역 반응의 핵심적인 유전자들의 활성을 조절하는지에 있어서 차이점도 규명

  ㅇ 선천성 임파상 세포들의 조절 상황들은 감염에 대해 빠른 방어를 위해 준비가 되어 있는 반면, T 세포들의 조절 상황은 병원균이 침입할 때 최소로 준비되어 있음

  ㅇ 오직 이어지는 감염이 T 세포들이 그들의 공격을 개시하도록 만들 수 있는 상황에서의 변화

□ 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소의 박사후 연구원이자 논문의 제1 저자인 Han-Yu Shih 박사는 선천성 임파상 세포들과 T 세포들은 매우 다르게 보이지만 끝에서는 그들이 핵심반응들을 조절하는 방식은 놀랍게도 유사하다고 언급

  ㅇ 선천성 임파상 세포들은 십 년 이내에 발견되었지만 그들과 T 세포들간의 유사성은 어떻게 그들이 작동하는지에 대해 보다 빠르게 이해하도록 하며 다양한 면역 및 염증 질환의 처치에 있어서 그들의 기능을 증진하거나 저해하는 방법을 개발하는 것을 도울 수 있다고 강조

□ 이번 연구는 국립 관절염, 근골격계 및 피부질환 연구소 기관고유 연구 프로그램 ZIA-AR041159에 의해 지원

  ㅇ 국립 알레르기 및 감염성 질환 연구소와 Beltsville 인간 영양 연구 센터도 이 연구에 대한 지원을 제공

★ 국립 관절염, 근골격 및 피부질환 연구소(NIAMS)

 - 관절염, 근골격 및 피부질환의 원인들, 치료 및 예방에 관한 연구를 지원

 - 이러한 연구를 수행하기 위해 기초 및 임상 과학자들의 연수를 지원

 - 이들 질환에서의 연구 진전에 관한 정보들을 전파

 - NIAMS에 관한 보다 자세한 정보가 필요하면 (301)495-4484 또는 (877)22-NIAMS(무료전화)로 전화하거나 NIAMS 웹주소 http://www.niams.nih.gov를 방문

★ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성

 - 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구

 - 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov 방문 요망

【참고문헌】

Shih et al., Developmental Acquisition of Regulomes Underlies Innate Lymphoid Cell Functionality, Cell (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.04.029

* 출처 : 보도자료(2016년 5월 5일)
        (https://www.nih.gov/news-events/news-releases/rapid-response-immune-cells-are-fully-prepared-before-invasion-strikes)

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