이흥규 KAIST 교수팀, CD4+T세포 면역학적 시냅스 형성 관여 단백질 규명
면역학적 시냅스 조절 통한 천식 등 만성질환 염증 조절 실마리 제공 기대
천식 등 만성질환의 염증 조절 기전은 풀릴 수 있을까.
몸속에 침입한 병원균이나 암세포를 치료할 수 있는 면역세포인 T세포 중 CD4+ T세포는 적응면역계의 지휘관과 같은 역할을 한다. CD4+ T세포의 활성 정도에 따라서 천식과 같은 만성질환의 진행 양상과 예후는 달라지게 된다. T세포의 활성화 증폭을 위해서는 마치 과녁 모양처럼 면역학적 시냅스 형성이 필요하다는 보고들이 있으나 어떤 메커니즘으로 면역학적 시냅스가 형성이 되는지는 잘 알려져 있지 않았다.
이흥규 한국과학기술연구원(KAIST) 의과학대학원 교수 연구팀은 면역학적 시냅스 형성에 섬모 형성 단백질(IFT20)과 엔도솜 형성 단백질(TSG101)의 결합이 중요한 역할을 한다는 연구결과를 4월 26일 공개했다.
정지웅 KAIST 의과학대학원 박사(서울대병원 알레르기내과 임상강사), 강인 박사과정, 김유민 박사과정(생명과학과) 등이 주도한 이번 연구에서 연구팀은 단일세포 전사체 분석법을 활용해 활성화된 CD4+ T세포에서 섬모 형성 단백질(IFT20) 발현이 증가한 것을 확인했다.
연구팀은 T세포에 국한돼 섬모 형성 단백질(IFT20)이 결핍된 마우스를 제작해 해당 마우스가 정상 마우스보다 천식 증상의 특징이 감소함을 확인했고, 이는 정상 CD4+ T세포와 비교했을 때 섬모 형성 단백질(IFT20) 결핍 CD4+ T세포가 면역학적 시냅스 형성을 감소시켜 T세포 증식, 해당작용 및 세포호흡이 감소하기 때문임을 밝혔다.
또 연구팀은 섬모 형성 단백질(IFT20)에 결합하는 단백질을 찾기 위해 효모단백질잡종법과 면역침강법을 이용함으로써 섬모 형성 단백질(IFT20)이 엔도솜 형성단백질(TSG101)과 서로 결합한다는 것을 처음으로 규명했다.
이를 입증하기 위해 연구팀은 T세포에 국한돼 엔도솜 형성단백질(TSG101)이 결핍된 마우스를 제작해 엔도솜 형성단백질(TSG101)이 결핍된 CD4+ T세포가 정상 CD4+ T세포에 비해 면역학적 시냅스 형성이 감소함을 확인했다. 결과적으로 기존에 알려지지 않았던 면역학적 시냅스 형성에 기여하는 섬모형성 단백질(IFT20)과 엔도솜 형성단백질(TSG101)의 역할을 밝힘으로써 T세포 활성화를 조절할 수 있는 단서를 제공했다는 점에서 큰 의의가 있다.
정지웅 박사는 "그동안 잘 알려지지 않은 면역학적 시냅스 형성을 조절하는 단백질을 확인한 중요한 연구"라고 설명했다.
이흥규 교수는 "면역학적 시냅스 형성의 변화를 통해 천식의 염증 정도가 변화할 수 있음을 확인했고, 향후 면역학적 시냅스를 조절함으로써 천식을 비롯한 다양한 면역 질환 등에서 염증을 조절하는 실마리를 제공할 것으로 기대한다"라고 덧붙였다.
이번 연구는 면역학 분야 국제 학술지 <세포 및 분자 면역학>(Cellular & Molecular Immunology·JCR/IF=22.10) 4월 7일자 온라인판에 게재됐다. 논문명은 'Regulation of c-SMAC formation and AKT-mTOR signaling by the TSG101-IFT20 axis in CD4+ T cells.
