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학술웨비나 - 연구성과
IL-21에 의한 기능 소실 자연살해세포의 회복을 통한 항암 효과[Nat. Commun.]
서형석
 일시 
   2017년 7월 14일 (금) 오후 2시 (한국시간)
 연사 
   서형석 (서울대학교)
 약력 
  PDF (363 KB)
세미나 개요
암세포는 체내 면역 세포인 T 세포에 의해서 제거될 수 있지만, 암세포가 성장하고 전이됨에 따라 암세포 표면의 주 조직성 복합체 I (MHC class I) 이 감소 혹은 결핍되어 T 세포에 의해 제거되지 못한다는 것이 알려져 있다. 이러한 MHC class I 이 감소/결핍된 암세포는 체내의 자연 살해 세포 (NK cell)에 의해서 제거될 수 있다. 그러나 실제 암환자의 경우, NK cell이 충분히 존재 함에도 불구하고, MHC class I이 감소/결핍되어 있는 암세포가 제거되지 못하는 것이 보고 되고 있다. 본 연구는 이미 본 연구실에서 구축한 항암 면역치료백신인 BVAC의 항암 면역효과를 분석하던 중, MHC class I 이 없는 암세포에의 효능 및 작용 기전을 밝히기 위해 진행되었다.
MHC class I 이 결핍된 암 세포주를 제작하여 BVAC의 항암효과를 확인했을 때, NK cell에 의해 효과적으로 MHC class I이 결핍된 암의 성장을 억제하였다. 이에 본 연구진은 BVAC에 의해 MHC class I 결핍 암 환경에서의 NK cell의 기능 저하가 회복될 수 있다는 가설을 세우고 실험을 진행하였다. 첫번째로, MHC class I 결핍 암 환경에서 NK cell의 기능저하가 일어나는지 여부를 실험하던 중, MHC class I 결핍 암이 직접적으로 Programmed cell Death-1 (PD-1) 과 T cell immunoglobulin and mucin domain-3 (Tim-3) 분자를 NK cell 표면에 유도하는 것을 최초로 확인하였다. 두번째로, PD-1+ Tim-3+ NK cell의 기능이 저하되어 있었고, 이런 기능저하는 BVAC에 의해 자극되는 자연 살해 T 세포의 IL-21분비에 의해 회복되는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 IL-21의 직접적인 처리가 PD-1+ Tim-3+ NK cell의 기능을 회복시키는 것을 여러 마우스 실험 모델을 통해 확인할 수 있었다. 세번째로, 기능 회복 기전은 STAT1 과 PI3K-AKT-FOXO1 신호체계를 통해 이루어지는 것을 밝혔다.
추가적으로 여러 종류의 암 환자의 암 조직을 얻어 암세포 표면의 MHC class I이 정상세포에 비해 저하되어 있는 것과, 암세포에 침투된 NK cell 표면에 Tim-3 와 PD-1 분자를 발현하는 것을 확인하였다. 또한 이런 PD-1+ Tim-3+ NK cell의 기능이 저하되어 있고, IL-21에 의해서 기능이 회복된다는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 전이/말기 암에서 주로 발생하는 MHC class I 감소/결핍 암 세포는 IL-21에 의한 기능 저하된 NK cell의 기능 회복을 통해 제거 될 수 있다는 것을 밝힐 수 있었다.


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