생명과학과 배외식 교수 연구팀, 새로운 패혈증 치료 타겟 발굴
- 패혈증 환자 모방 생쥐모델 이용, 패혈증에서 전신 면역저하 유도 면역세포 발견
▲ (왼쪽부터) 생명과학과 배외식 교수(교신저자), 김예선 박사후연구원(제1저자), 정유선 박사과정생(공동저자)
생명과학과 배외식 교수 연구팀은 패혈증 환자를 모방한 생쥐모델을 이용하여 새로운 개념의 패혈증 치료 타겟을 발굴했다.
패혈증*은 미국에서만 연간 80만 명의 환자가 발생하고 사망률이 아주 높은 급성 감염질환임에도 지금까지 효과적인 치료제가 전혀 없는 것으로 알려져 있다. 패혈증은 병원균 감염 후에 과도한 면역활성과 면역마비의 특성을 가지는 복잡한 병리적 특성을 보인다. 기존의 패혈증 연구는 전신적으로 극심하게 증가한 면역반응을 억제하는데 집중되었다. 하지만 임상에서 패혈증 환자는 초기 항생제 치료 이후 억제된 면역반응에 의해 2차 감염에 대응하지 못하는 문제를 가지고 있다.
* 패혈증: 병원균 감염에 대한 전신적인 면역반응으로 폐, 신장등의 장기 손상을 유발하여 사망에 이르게 하는 심각한 감염성 질환
생명과학과 배외식 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 패혈증 환자를 모방한 생쥐모델을 이용하여, 패혈증에서 전신적 면역저하를 유발하는 새로운 기능이상 호중구*를 발견하였다. 연구진은 새로운 호중구를 패혈증 치료제 개발의 중요한 타겟으로 이용하여 패혈증 치료의 새로운 길을 열 수 있을 것으로 기대되고 있다.
* 호중구: 백혈구의 일종으로 선천면역에 중요한 역할을 하는 면역세포
▲ 패혈증 모델에서 증가한 기능이상 호중구와 이를 타겟으로 한 치료효과
연구진은 패혈증을 유도한 생쥐에 항생제를 투여하여 면역이 억제된 상황에서 세균을 감염시킨 모델에서 림프구 감소증과 미분화된 형태의 호중구가 생성되는 것을 관찰하였다. 미분화된 호중구는 면역관문단백질인 CD200R을 높게 발현하여 면역활성이 현저히 감소하였음을 확인하였다.
CD200R이 증가한 호중구는 세포분화에 중요한 자가 포식(autophagy)* 신호가 감소되어 있었으며, 활성산소 형성이나 이동성과 같은 면역기능이 저하되는 특징을 가지고 있다. 또한 인슐린유사성장인자(IGF-1)*의 형성이 증가하여 조절 T 세포*를 형성함으로써 패혈증에서 전신 면역저하를 유도함을 확인하였다. 항체를 투여하여 CD200R의 작용을 저해한 경우에 호중구의 기능이 다시 활성화됨으로써 패혈증 모델에서 조직 손상과 치사율이 감소하였다.
* 자가 포식(autophagy): 세포 내부의 물질을 분해하여 생존에 필요한 에너지를 생성하는 신호
* 인슐린유사성장인자: 인슐린과 구조가 유사한 생장인자, 정상적인 성장과 건강유지에 중요
* 조절 T 세포: 면역항상성 유지를 위해 과하게 활성화된 면역 반응을 억제하는 T 세포
▲ 패혈증 유도 면역저하 모델에서 증가한 기능이상 CD200Rhigh호중구와 이를 타겟으로 한 치료효과
연구를 총괄한 배외식 교수는 “이러한 발견이 패혈증 치료제 개발에 중요한 토대를 제공할 것으로 기대하고 있다”며 “기능이상 호중구가 패혈증의 진단 및 예후마커로 활용될 수 있을 것”이라고 연구의의를 설명했다.
연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 선도연구센터사업, 바이오의료기술개발사업, KIURI 사업 및 보건복지부와 보건산업진흥원의 감염병 예방 치료 기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 배외식 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 면역학 분야 국제학술지 Cellular and Molecular Immunology(IF: 24.1)에 2월 5일 온라인으로 게재됐다.
※ 논문명: CD200Rhigh neutrophils with dysfunctional autophagy establish systemic immunosuppression by increasing regulatory T cells
※ 저자명: 배외식(교신저자), 김예선(제1저자), 정유선(공동저자) 외 4명
○ 관련 언론보도
- 성균관대 배외식 교수 연구팀, 패혈증 치료 타깃 발굴 <전자신문, 2024.02.07.>
- 성균관대 배외식 교수 연구팀, 새로운 패혈증 치료 타겟 발굴 <에듀동아, 2024.02.07.>
- 성균관대 배외식 교수 연구팀, 패혈증 치료 타겟 발굴 <대학저널, 2024.02.07.>
- 성균관대 배외식 교수 연구팀, 새로운 패혈증 치료 타겟 발굴 <이뉴스투데이, 2024.02.07.>
- 성균관대 배외식 교수 연구팀, 새로운 '패혈증' 치료 타겟 발굴 <팝콘뉴스, 2024.02.07.>
- 성균관대 배외식 교수 연구팀 새로운 패혈증 치료 타겟 발굴 <베리타스알파, 2024.02.07.>
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