연구성과 & News




T 임파구가 바이러스 감염 세포를 죽이는 방법 규명

- 신종 인플루엔자, 조류독감 퇴치 및 암 정복 연구에 새로운 이정표 제시

 

 

전창덕 교수+나보라 학생

 

 

 

 

□ 국내 연구진이 독성 T-임파구를 바이러스 감염세포에 부착한 후 안정화시켜, 감염세포를 사멸하는 핵심 생체인자를 발견했다. 동 성과로 신종 인플루엔자, 조류독감 등 바이러스 퇴치와 암 정복 등 의학계에 새로운 연구의 흐름을 열 것으로 기대한다.

 

  ㅇ 광주과학기술원 전창덕 교수(교신저자)와 나보라 박사과정생(제1저자)이 주도한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 기초연구사업(선도연구센터 및 중견연구자지원)과 광주과학기술원 바이오광학영상센터의 지원으로 수행되었으며, 이번 연구는 세포학 분야의 최고 권위 학술지인 저널 오브 셀 바이올로지(Journal of Cell Biology) 4월 13일자에 게재되었다. (논문명: TAGLN2 regulates T cell activation by stabilizing the actin cytoskeleton at the immunological synapse.)

 □ 바이러스가 우리 몸에 감염되었을 때 발생할 수 있는 질병으로는 흑사병, AIDS와 같은 사망에 이를 수 있는 질병부터 감기에 이르기까지 수도 없이 많다. 세포가 바이러스에 감염되었을 때 이를 재빠르게 감지하고 사멸하는 건강 지킴이 세포가 바로 독성 T-임파구이다.

 * 독성 T-임파구(cytotoxic T cell) : 세포 독성 물질을 분비하여 바이러스 감염 세포, 암세포등을 전문적으로 죽일 수 있는 T-임파구

 □ 독성 T-임파구는 면역 시냅스*라는 특수한 구조를 통하여 바이러스가 감염된 세포에 치명적인 독성 물질을 주입하여 죽이게 된다. 그러나 지금까지 이 면역 시냅스를 안정적으로 유지시키는 방법은 미제로 남아 있어 면역력 강화, 암 치료 등에 활용하기 어려웠다.

 * 면역 시냅스(immunological synapse) : T-임파구가 바이러스가 감염된 세포와 만났을 때 두 세포의 결합 부위에 형성되는 구조

 

 

 

그림1

 

 (그림 1) 면역시냅스의 구조 및 독성 T-임파구 활성 조절 기작. 오른쪽 그림은 독성 T-임파구와 바이러스 감염된 표적세포 또는 암세포가 만나 면역시냅스를 형성하고 있는 모습을 전자현미경으로 찍은 사진이다. 두 세포 간에 만나는 부위 (노란색 점선 box)를 자세히 들여다보면 표적세포의 MHC와 T 세포의 T 세포 수용체 (TCR)가 서로 결합하여 표적세포의 정보가 T 세포 내로 전달되면 이러한 정보(신호)를 통해 다양한 T 세포 내 단백질의 활성과 이동이 이루어진다. 그 중에서도 특히 액틴은 신호를 받게 되면 다이나믹하게 구조의 변화뿐만 아니라 표적세포와 만나는 부위로의 이동을 통해 다양한 단백질의 활성, 특히 세포 부착에 관여하는 인테그린 (LFA-1)의 활성을 유도하여 표적세포와의 부착 능을 조절하는데 필수적인 역할을 하게 된다. 이러한 일련의 과정을 통해 T 세포의 활성이 조절되고, 세포독성물질 분비능이 증가되어 결국은 표적세포의 사멸을 유도하게 된다.

 

 □ 사람이 근육과 뼈로 움직이듯, 독성 T-임파구는 세포골격 단백질인 액틴*으로 움직인다. 전창덕 교수팀은 T-임파구에서만 발현하며 액틴과 결합하여 임파구의 골격을 강화하는 TAGLN2 단백질을 발견함으로써, 최초로 면역 시냅스를 유지시키는 방법을 밝혀냈다.

 * 액틴(actin) : 세포 내에 분포하여 내부골격을 이루는 단백질로 섬유상 구조를 가짐. 액틴의 변화로 세포의 모양 및 기능 변화, 세포의 이동 등을 유도함

   ㅇ 동물 실험 결과 TAGLN2 단백질을 만드는 유전자를 제거한 쥐는 독성 T-임파구가 바이러스 감염세포를 인식하고도 죽이지 못했지만, 이 단백질이 많이 발현된 쥐는 독성 T-임파구가 바이러스 감염세포에 강하게 붙어 세포를 잘 죽이는 것을 밝혔다.

   

 

그림2

 

 (그림 2) 면역시냅스 형성 시 신규단백질 TAGLN2의 위치 및 기능. (A) 표적세포와 T 세포가 면역시냅스의 형성 시 T 세포 내 TAGLN2와 액틴의 위치를 공초점 현미경을 이용하여 이미징하였다. T 세포 내 TAGLN2(초록색)와 액틴(빨간색)으로 표시하였고, 표적세포 특이적으로 가지고 있는 단백질인 ICAM-1을 이용하여 T 세포와 표적세포를 구별해 내었다. 면역시냅스가 형성되었을 때 T 세포 내 액틴은 표적세포와 만나는 부위로 이동하게 되는데 (빨간색), TAGLN2 역시 액틴결합단백질로서 액틴과 같은 부위로 이동함을 볼 수 있다 (초록색; 빨간색 부위와 초록색 부위가 서로 함께 위치하게 되면 노란색으로 표시됨). T 세포 측면에서 표적세포와 만나는 부위를 회전하여 보면 액틴과 TAGLN2가 바깥쪽에 반지모양으로 함께 위치함을 알 수 있다. (B) 그렇다면 액틴결합단백질인 TAGLN2가 면역시냅스 형성 시 액틴다이나믹스 조절에 어떠한 역할을 주는지 알아보고자 T 세포 내 TAGLN2를 제거한 결과 정상 대조군과 비교해 보았을 때 액틴의 표적세포와의 만나는 부위로의 이동이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 TAGLN2가 면역시냅스 형성 시 액틴의 조절에 영향을 주는 중요한 단백질임을 알 수 있다. (T 세포 내 액틴 : 빨간색, 표적세포 : 파란색)

 

 □ 전창덕 교수팀은 현재 TAGLN2 단백질 기능을 조절하는 펩타이드(peptide) 화합물을 개발 하고 있다. 이 물질은 바이러스에 대한 인체의 저항력 증가에 도움을 줄뿐 아니라, 이 물질로 암세포에 특이적인 독성 T-임파구를 직접 만들 경우 환자의 이식 거부반응 없이 암을 치료할 수 있을 것으로 전망한다.

□ 전 교수는 “순수 국내연구진이 생체 면역반응의 기초가 되는 원천물질을 발굴하였다”는 데에 연구의 의의가 있으며, “외국의 이론, 물질에 기반 하지 않은 국내 원천기술을 통해 기술적 우위를 차지하고 향후 보건의료 산업 발전에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. <끝>

번호 제목 아이디 날짜 조회 수
47 전영수 교수팀, 소포체 생성 원리 기존 가설 뒤집어 admin 2016.06.22 353
46 심해홍 교수팀, 유전자 발현의 새로운 조절 기전 규명 file admin 2016.08.29 281
» 전창덕 교수님, T 임파구가 바이러스 감염 세포를 죽이는 방법 규명 admin 2016.06.22 370
44 김영준 교수팀, 스트레스-불임 연결고리 밝힐 초파리 호르몬 발견 admin 2016.06.22 164
43 전장수 교수, '이달의 과학기술자상' 8월 수상자 선정 admin 2016.06.22 439
42 엄수현 교수팀, 천연물질 플라보노이드서 항생제 개발 실마리 규명 admin 2016.06.22 282
41 지스트 연구 역량, 국내 연구기관 최고 수준 admin 2016.06.22 224
40 전장수 교수, 한국분자·세포생물학회 생명과학상 수상 admin 2016.06.22 142
39 유영준교수, 유비퀴틴 공급 억저해 암 치료 file admin 2016.06.22 323
38 임신혁 교수, 유산균의 신경계 면역반응 제어효능 확인 admin 2016.06.22 574
37 [박철승교수]비만,지방간,당뇨병 등 대사질환 치료 가능성 열었다. admin 2016.06.22 399
36 GIST 전창덕 교수 '정부연구개발 우수성과' 선정 file admin 2016.06.22 223
35 전장수 교수, 보건산업기술진흥 유공 장관 표창 admin 2016.06.22 114
34 전창덕 교수, "2012 기초연구 우수성과" 50選 선정 admin 2016.06.22 95
33 조정희 교수, <네이처 리뷰 비뇨기학>에 총설논문 게재 file admin 2016.06.22 361
32 전장수 교수 - 난치병 정복 후속연구 활기 (파이낸셜뉴스 기사) file admin 2016.06.22 111
31 Darren Williams 교수님, 포유류 조직재생법의 새로운 원리 발견 admin 2016.06.22 157
30 전창덕 교수님, YTN사이언스 TV출연 admin 2016.06.22 102
29 전창덕 광주과기원 교수, 면역질환 치료돕는 단백질 찾아내 admin 2016.06.22 183
28 유산균 5형제, 면역세포 길들이다 (과학동아 11월호) file admin 2016.06.22 167
위로