바이오인

핵심내용

-“류마티스, 아토피 등 자가면역질환과 장기이식분야 정복에 새로운 가능성 열어”-

 □ 우리 몸의 면역을 담당하여 면역 조절 사령관이라고 불리는 ‘T임파구(면역세포)’의 기능을 조절하는 핵심 생체인자*가 국내연구진에 의해 밝혀졌다. 특히 이번 연구결과는 생체면역반응의 기초가 되는 원천 생체인자의 발견이라는 점에서 의미가 크다.

     ※ 생체인자 : 면역강화, 면역조절 등 생체반응에 관여하는 물질

 ○ 광주과기원 전창덕 교수와 김혜란 박사과정생(제1저자)이 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 선도연구센터사업 및 바이오의료기술-신약타겟검증사업과 보건복지가족부 및 한국보건산업진흥원의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 의학 분야의 권위 있는 학술지 ‘실험의학저널(Journal of Experimental Medicine)’에 11월 14일자(온라인, 현지시간)에 게재되었다.

    (논문명 : IGSF4 is a novel TCR ζ-chain-interacting protein that enhances TCR-mediated signaling)

□ 전창덕 교수팀은 수용체(TCR*)와 직접 결합하면서 TCR을 통해 외부물질 인식과 신호전달에 관여하는 새로운 단백질(IGSF4)을 찾아내고, 이 단백질이 T 임파구의 지휘권을 조절한다는 사실을 규명하였다.

    ※ TCR : 면역 사령관 T 임파구가 외부에서 침입한 물질을 인식하게 하는 가장 중요한 수용체로서, 두 개의 사슬을 가진 단백질 구조체

    ※ IGSF4 : 세포와 세포간의 부착을 유도하는 분자로, T 임파구의 표면에서 항원인식을 도와 T 임파구의 활성을 조절하는 기능 수행 

 ○ 연구팀은 생쥐를 대상으로 IGSF4를 만들게 하는 유전자를 임의로 제거하면, 생성되는 사령관 T 임파구의 수가 줄어들 뿐만 아니라 만들어진 T 임파구도 제대로 활동하지 못하고, 류마티스성 관절염, 아토피 등 자가면역성질환*이 크게 억제된다는 사실을 확인하였다.

    ※ 자가면역성질환 : 외부로부터 내 몸을 지켜야할 면역계가 여러 원인에 의해 이상이 생겨 오히려 내 몸의 세포를 공격하는 질병

 ○ 반면에, IGSF4가 많이 발현하면, 생쥐는 오히려 T 임파구의 기능이 비정상적으로 증진되어 지휘권 남용으로 면역질환이 발병할 수 있는 가능성이 증가된다는 사실을 밝혀냈다.

 ○ 인체는 어떤 메커니즘에 의해 외부침입자에 대해 면역반응을 보일까? 지금까지 연구에 따르면 면역계에 있는 T 임파구가 이러한 기능을 담당하여 면역반응을 조절하고 있는 것으로 알려져 왔다. 이것은 마치 군에서 최고 사령관이 지휘권을 갖고 체계적으로 군을 통솔하여 적과 싸워 무찌르는 것과 같다. 그러나 정작 최고 사령관 T 임파구의 지휘권은 어떻게 조절되는지는 여전히 명쾌하게 규명되지 않았다. 

 ○ 이 수수께끼에 대한 해답은 자가면역질환이나 장기이식 분야 정복에 혁명을 가져올 수 있다. 왜냐하면 류마티스성 관절염, 아토피, 천식, 궤양성 대장염 등 수많은 자가면역성질환이 바로 사령관 T 임파구의 지휘권 남용(또는 약화)에 의해 발생하기 때문이다. 장기이식에 대한 부작용이나 선천성(또는 후천성) 면역 결핍증도 T 임파구의 작용으로부터 발생된다. 따라서 T 임파구의 지휘권을 조절할 수 있다면, 면역관련 질환에 대한 근본적인 치유가 가능하다.

□ 전창덕 교수는 “현재 IGSF4의 기능을 자유자재로 조절할 수 있는 인간 맞춤형 약물을 개발하고 있다. 이 물질이 개발되면 자가면역질환의 치료와 장기나 조직이식 등에서 나타나는 부작용을 제어할 수 있는 획기적인 치료제가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

상세내용

용   어   설   명

1. TCR (T-cell Antigen Receptor) : 면역 사령관 T 임파구가 외부에서 침입한 물질을 인식하는 유일한 수용체가 T-cell antigen receptor 즉, TCR이다. 이 수용체는 T 임파구의 생성, 발달, 분화 및 효과작용에 있어서 없어서는 안 될 매우 중요한 수용체이며 모든 면역반응은 TCR이 외부항원을 인식하면서 시작된다고 할 수 있다. 그러나 아직도 TCR이 외부의 항원을 인식한 후 어떻게 T 임파구 내부로 신호를 전달하는 지에 대해서는 아직도 이론만 존재할 뿐 정확한 실험적인 증거가 제시된 바가 없다. 

2. IGSF4 (immunoglobulin superfamily member 4) : 면역 사령관 T 임파구와 항원표지세포 (antigen presenting cell)간의 세포-세포 부착을 유도하는 분자로 처음 규명하였으며, T 임파구의 표면에서 항원인식을 도와 활성을 조절하는 기능을 수행함

사   진   설   명

<그림 A>

상) IGSF4 단백질이 T 임파구 항원수용체의 한 구성인자인 TCR ζ 사슬과 결합하는 것을 공초점현미경으로 관찰한 사진

하) IGSF4 단백질이 직점 TCR ζ 사슬과 결합하는 것을 보여주는 연구결과임

<그림 B>

상) IGSF4가 결핍된 실험생쥐의 간단한 기술도 및 출생 후 4주된 생쥐의 모습
하) IGSF4가 결핍된 실험생쥐에서 자가면역반응이 감소함을 보여준 사진

(사진설명) 전창덕 교수가 실험실원과 함께 연구결과를 토론하고 있다. 
          왼쪽부터 이현수 박사과정생(공저자), 김혜란 박사과정생(제 1저자), 전창덕 교수(연구책임자)