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요약문

세포밖 소포체는 세포 간 정보교환을 위해 모든 세포들이 외부 환경으로 분비하는 나노 크기의 소포체이다. 세포밖 소포체는 단백질, 지질, 핵산, 대사 물질 등 생물학적 활성을 보이는 다양한 물질들을 포함하고 있으며, 최근에는 세포밖 소포체를 구성하는 물질들이 고속 처리 분석을 통해 규명되고 있다. 또한, 세포밖 소포체는 유래하는 세포의 상태를 반영하고 있으며, 다양한 체액에서 발견된 바 있다. 세포밖 소포체는 표적 세포와 상호작용하면서 정상적인 상황에서 생리적 기능을 수행하기도 하고, 질병을 유발하는 병리적 기능을 수행하기도 한다. 최근에는 세포밖 소포체를 이용한 질병의 진단과 치료에 대한 연구도 활발하게 이뤄지고 있다. 본 동향리포트에서는 세포밖 소포체의 구성 성분, 기능 그리고 세포밖 소포체를 이용한 진단과 치료에 관한 연구 동향에 대해 다룰 것이다.

목 차

1. 서론
2. 본론
  2.1. 세포밖 소포체의 구성 성분
     2.1.1. 포유류 세포 유래 세포밖 소포체의 구성 성분
     2.1.2. 박테리아 유래 세포밖 소포체의 구성 성분
  2.2. 세포밖 소포체의 기능
     2.2.1. 포유류 세포 유래 세포밖 소포체의 기능
     2.2.2. 박테리아 유래 세포밖 소포체의 기능
  2.3. 세포밖 소포체를 이용한 진단/ 치료
     2.3.1. 세포밖 소포체를 이용한 진단
     2.3.2. 세포밖 소포체를 이용한 치료
3. 결론
4. 참고문헌

1. 서론

모든 세포들은 다른 세포들 또는 외부 환경과 정보 교환을 한다. 이러한 정보교환을 위해 세포들은 다양한 물질들을 외부 환경으로 분비하는데, 사이토카인(cytokines), 케모카인(chemokines), 호르몬, 신경전달물질 등의 가용 인자(soluble factor)가 대표적이다. 최근에는, 이러한 가용 인자 외에도 세포밖 소포체(extracellular vesicles, EVs)를 통한 정보교환이 점차 주목받고 있다. 세포밖 소포체는 모든 세포가 외부 환경으로 분비하는 지질 이중 층으로 둘러 쌓인 나노 크기의 소포체이다. 세포밖 소포체의 분비는 세균(그람 음성 세균, 그람 양성 세균), 고세균(Archaea), 진핵생물(Eukarya)에 이르기까지 모든 생물계에서 진화적으로 보존된 현상이다 [1-3].

세포밖 소포체는 기원과 분비 기작, 크기 등을 기준으로 엑소좀(exosomes), 마이크로베시클(microvesicles), 엑토좀(ectosomes), 마이크로파티클(microparticles), 막 소포체(membrane vesicles), 나노베시클(nanovesicles), 외막 소포체(outer membrane vesicles) 등 다양한 명칭으로 불려 왔다 [1]. 포유류 유래 세포밖 소포체는 다중 소포 엔도좀(multivesicular endosomes, MVEs)가 성숙하는 과정에서 엔도좀 막이 안쪽으로 들어와 내강 소낭(intraluminal vesicles)이 생성되었다가, 다중 소포 엔도좀이 세포 표면과 결합해서 내강 소낭이 세포 밖으로 분비되어 생성되는 엑소좀과 원형질막이 바깥으로 솟아 나와 분리되어 분비되는 세포 밖으로 분비되는 마이크로베시클로 분류되기도 한다 [4]. 하지만, 이들은 한 번 세포 밖으로 분비되면 구분하기 어렵다. 그럼에도 이들은 ‘세포 밖’으로 분비되는 ‘소포체’라는 공통점이 있기 때문에 ‘세포밖 소포체’라는 명칭을 사용하여 통칭하는 게 합당하다. 실제로 세포밖 소포체 관련 국제 학회의 명칭은 International Society for Extracellular Vesicles (ISEV)이며, 국내 학회의 명칭은 ‘한국세포밖 소포체학회(Korean Society for Extracellular Vesicles (KSEV))’이다. 식품의약품안전처 가이드라인(세포외 소포치료제 품질, 비임상 및 임상 평가 가이드라인)에서는 ‘세포외 소포’라는 명칭을 사용하고 있다. 다만, 현재까지는 인지도 및 언어의 경제성 문제로 인해 ‘엑소좀’이라는 명칭과 혼용되고 있는 편이다. 주1)

세포밖 소포체는 단백질, 지질, 핵산, 대사물질(metabolites) 등 생물학적 활성을 보이는 다양한 물질을 포함하고 있고, 이들의 유래하는 세포들의 상태를 반영하고 있다 [5-7]. 또한, 세포밖 소포체는 세포 배양액, 혈액, 소변, 타액, 눈물, 정액, 모유, 복수(ascites) 등 다양한 체액에서 존재하고, 다양한 생리적/ 병리적 기능을 수행한다 [8]. 예를 들어, 암세포에서 유래한 세포밖 소포체는 암의 성장, 전이, 혈관 신생 등에 영향을 주고 [9-11], 박테리아에서 유래한 세포밖 소포체는 항생제 내성, 경쟁 박테리아 제거, 독성 인자(virulence factor) 전달, 숙주 세포 조절 등에 관여한다 [2]. 본 동향리포트에서는 연구가 가장 많이 진행되어 온 포유류 세포 및 박테리아 유래 세포밖 소포체의 구성 성분과 기능을 서술하고 이를 이용한 진단과 치료 등 세포밖 소포체의 연구 동향에 대해 논의할 것이다 (그림 1).