선천·적응면역세포 특성 함께 가진 새 면역 세포 발견

KAIST "인체 면역 반응 새로운 시각에서 연구할 계기 마련"

기존에 알려지지 않은 새로운 종류의 면역 세포가 발견됐다. 

KAIST(총장 이광형)는 선천면역을 담당하는 NK세포와 적응면역을 담당하는 T세포의 특성을 모두 갖는 NK 유사 T세포를 간에서 발견했다고 8일 밝혔다. 

면역학의 영역에서 이분법적으로 나눠져 있던 선천면역과 적응면역의 경계에서 작동하는 새로운 면역세포를 발견하고 그 특성을 밝힘으로써 인체의 면역 반응을 새로운 시각에서 바라볼 수 있게 했다는 점에서 의의가 있다고 연구진은 설명했다. 

이번 연구는 KAIST 의과학대학원 신의철 교수 연구팀이 같은 대학원 박수형 교수, 연세대학교 의과대학 주동진, 박준용 교수팀과 공동 연구를 통해 이룬 성과다. 

인체에 세균이나 바이러스 같은 병원성 미생물이 침입하면 먼저 선천면역이 작동한다. 선천면역은 신속하게 작동하는 장점이 있지만, 병원성 미생물의 종류를 구분하지 못하고 기억면역을 형성하지 못하는 단점이 있다. 

감염 후 4~5일 후부터는 적응면역이 작동한다. 적응면역은 느리게 활성화되는 대신 각각의 병원성 미생물을 구분하는 능력이 있고 회복 후 기억 면역 세포를 만들어 같은 미생물이 재침입할 때 빨리 반응할 수 있다.

특히 바이러스에 감염됐을 때, 바이러스에 감염된 세포를 제거하는 기능에 특화된 면역세포들이 중요한 역할을 한다. 이들 중 자연살해 세포(NK세포)는 선천면역, T세포는 적응면역의 특성이 있는 대표적 면역 세포다. 

이들은 바이러스에 감염된 세포를 인식하는 방식도 다르다. T세포는 바이러스 단백질 조각을 항원으로 감지하는 반면, NK세포는 스트레스 분자 발현이 증가한 것을 통해 바이러스 감염 세포를 감지한다.

지금까지 면역학계는 NK세포와 T세포를 명확히 구분해 연구를 진행해 왔다. 이런 가운데, 연구팀이 NK세포와 T세포의 특성을 모두 지니는 'NK 유사 T 세포'를 새롭게 발견한 것이다. 이 NK 유사 T세포는 T세포 수용체를 통해 바이러스 단백질 항원을 인식하는 대신, NK세포 수용체인 'NKG2C'를 통해 비정상 세포들을 감지하고 제거할 수 있음을 발견했다.

KAIST-연세대 연구진이 간에서 발견한 NK 유사 T세포 (자료=KAIST)

연구팀은 복잡한 간의 면역학적 특성을 분석하기 위해 '단일세포 전사체 분석' 기법을 활용했다. 단일세포 전사체 분석은 세포 집단에서 하나하나의 세포들을 분리, 극미량의 RNA 유전자를 증폭하고 차세대 염기서열 분석법으로 시퀀싱해 세포의 유전자 발현량을 분석하는 기술이다. 

그 결과, 간에서 선천면역과 적응면역의 특성을 모두 지니는 NK 유사 T세포를 발견할 수 있었다. B형간염 바이러스에 의한 만성 간 질환을 앓는 환자의 간에서는 이러한 NK 유사 T세포의 수가 증가해 있는 것도 발견했다.

이 NK 유사 T세포가 바이러스 감염 등 각종 질환에서 어떤 역할을 하는지는 아직 분명하지 않다. 현재 연구팀은 NK 유사 T세포가 체내에서 감염뿐만 아니라 각종 원인에 의해 비정상적으로 변한 세포들을 선택적으로 제거해 체내 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 가설을 가지고 후속 연구를 진행 중이다. 

신의철 교수는 "최신 연구 방법인 단일세포 전사체 분석 기술을 이용해 복잡한 간장 내 면역세포들을 상세히 분석할 수 있었고, 그 결과 새로운 유형의 면역 세포인 NK 유사 T세포를 발견한 중요한 연구"라며 "앞으로 NK 유사 T세포의 생리 및 병리적 기능을 밝히는 연구를 지속하겠다"라고 말했다.

이번 연구는 학술지 '간장학 저널(Journal of Hepatology)'에 게재됐다