목 차 

1. 서론
  1.1. ISEV 2025 Annual Meeting 개요
  1.2. Sessions 소개
2. 본론
  2.1. Education day
    2.1.1. What are they? Where are they from? Where do they go?
    2.1.2. Analysis: How to prepare EVs? How to characterize them?
    2.1.3. Applications: EV engineering
    2.1.4. Reproducibility: AI-integration in EV research
  2.2. Plenary sessions
    2.2.1. The ESCRT machinery in biogenesis of intraluminal and extracellular vesicles
    2.2.2. Exosomes as critical mediators of cell migration
  2.3. Oral sessions
    2.3.1. EV sources and basic biology
      2.3.1.1. Lipid localization and Membrane fluidity regulate extracellular vesicle budding
      2.3.1.2. The metastatic and systemic effects of tumor-derived EVPs
    2.3.2. Technologies & Methods
      2.3.2.1. Integrating CRISPR into extracellular vesicle-focused assays for precision oncology
    2.3.3. Physiology & Pathology
      2.3.3.1. EVs and Lymphocytes: Mapping their interactions in vivo
      2.3.3.2. When cellular couriers spark universal reactions: unveiling the consistent immunogenicity of diverse human EVs in primates
    2.3.4. Disease & Therapy
      2.3.4.1. Clinical application of EV-based therapeutics
      2.3.4.2. Extracellular Vesicles in Immune suppression and Tumor progression
  2.4. Key questions in the EV field
3. 총평
4. 참고문헌


1. 서론

1.1. ISEV 2025 Annual Meeting 개요

International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) annual meeting은 매년 4월경 다른 대양주에서 돌아가며 개최되며, 2025년에는 오스트리아 빈에서 진행되었다. 본 annual meeting은 Extracellular Vesicles (EVs)를 구성하고 있는 small EVs, large EVs, microvesicles, nanoparticles 등의 효과적인 분리정제 방법, 생리활성 기전, 그리고 치료 접근 방법 등을 공유하는 자리로 EV 연구의 가장 큰 국제 연례회의이다. 1970년대에 처음으로 세포에서 분비되는 소포체의 발견 이후, 이것이 엑소좀(exosome)으로 명명되었든, 세포외 소포체(extracellular vesicle; EV)로 명명되었든, 시간이 흘러 2012년에 첫 EV 연구 society가 개최되었음에도 불구하고, 아주 작은 물질인 이 EV를 연구하는데 어려움이 있다. ISEV 2025는 “Universal Communication Breaks Barriers"를 모토로 다양한 연구 주제에 대한 연구자들 간의 소통의 장을 제공하여, 이러한 연구 장벽을 허물고 EV를 이용한 질병치료의 방법을 고안하고자 하였다.

그림 1. ISEV 2025 개최식 이후 진행된 Plenary session

그림 2. ISEV 2025를 알리는 배너와 조형물

1.2. Sessions 소개

ISEV 2025는 Education day를 통해 EV 연구에 대한 전반적인 지식과 연구 방법을 소개하였다. 본 annual meeting은 1) EV sources and basic biology, 2) Technologies and methods, 3) Physiology and pathology, 그리고 4) Disease and therapy 총 4개의 대분류로 나뉘어서 구성되었다. Plenary session은 4개, oral session은 28개의 주제로 총 140개 발표로 진행되었다. 포스터 session은 2회로 나뉘어서 총 1125개의 발표가 소개되었다. 정말 많은 연구 내용들이 있기에, ISEV 주관 측에서는 mobile을 이용해 참석하고자 하는 발표를 별표 체크해 둘 수 있는 시스템을 제공하였다. Annual meeting 시작 전에 발표 제목과 시간, 장소를 확인해 두고 계획하여 참석하는 것을 추천한다.

2. 본론

2.1. Education day

Education day의 첫 시작은 extracellular vesicle (EV) 연구에 대한 배경지식을 퀴즈로 풀어보는 시간으로 시작했다. 세포에서 분비하는 EV에는 상당히 다양한 종류가 있어서 소포체의 크기, 마커, 분비 방법 등에 의해 주의를 가해서 구명해야 한다. 이를 혼용해서 사용하지 않기 위해 연구자들 간에 협의를 통해 발간한 Minimal Information for Studies of Extracellular Vesicle (MISEV)를 토대로 진행되었다.

그림 3. 한 장으로 보는 ISEV 2025 education day 드로잉

2.1.1. What are they? Where are they from? Where do they go? 

Extracellular Vesicles (EV)는 박테리아를 비롯해 포자, 식물 그리고 모든 세포들이 분비할 수 있다. EV는 핵산, 단백질 및 대사산물을 포함한 다양한 분자 정보를 지니고 있다. 세포에서 분비된 EV는 다른 세포들의 안정화, 활성화, 사멸, 이주, 노화 등 다양한 생리활성을 유도하는 물질이다. 이러한 EV에는 endosome을 경유하여 분비하는 30 – 150 nm 크기의 경우를 exosome이라 칭하고, budding out 되거나 blebbing 되어 분비되는 1 μm 이하의 크기는 ectosome, 1 μm 이상의 크기는 apoptosome이라고 본다. EV 마커로 잘 알려진 tetraspanin (CD9, CD63, CD81)은 exosome에서만 특별하게 발현하는 것이 아니기에 이 마커로는 다양하게 분비되는 소포체를 분류할 수 없다. 최근에는 세포의 autophagosome의 형성에 관여하는 Rab27A/B를 억제하여 exosome의 분비를 억제하는 기전을 밝혔으나, Rab27A/B가 exosome라고 규정할 수 없다. 그러나 Lamp1은 exosome의 마커, Annexin A나 BSG, SLC3A2는 ectosome 마커로 규명하고 있다.

생체에서 EV를 인식하고 uptake 하는 세 가지 중요한 요소가 있다. 1) EV가 분비된 공여 세포(donor cell)가 무엇이며 EV의 크기는 얼마이고 EV 표면에 발현하고 있는 단백질(EV corona)가 무엇인지 알아야 한다. 그리고 2) 수여 세포(recipient cell)의 리간드나 리셉터가 무엇인지 알아야 하고, 3) 이 커뮤니케이션이 일어나는 환경의 염증 정도나 pH, 산소 수준 등이 중요하다. EV 연구에 있어 이런 세 가지 요소를 이해하지 못하고는 연구에 어려움이 있을 수 있다.

2.1.2. Analysis: How to prepare EVs? How to characterize them?

EV를 분리하는 방법에는 현재 다양한 방법이 제시되고 있다. Surface charge나 solubility를 이용한 precipitation (P) 방법, 소포체의 크기를 이용한 size-exclusion chromatography (SEC) 방법, 초고속 회전을 이용하여 가라앉아 있는 작은 소포체만 얻어내는 ultracentrifugation (UC) 방법, density를 이용한 density gradients (DG) 방법, 타깃 antibody와 magnetic bead를 이용한 immunoprecipitation (IP) 방법, 여과 방식을 이용한 tangential flow filtration (TFF) 방법 등이 있다. 각 방법마다 specificity (purity)와 recovery (yield) 정도가 다르다.

다양한 방법으로 분리한 EV는 현재 다양한 기술로 characterization을 할 수 있게 되었다. Bulk EV로는 significant 정보를 얻을 수 있고, single EV로는 heterogeneity 정보를 얻을 수 있다. 비교적 최근에 nano-flow cytometry 기술이나 super-resolution microscopy 기술이 발전해서 single EV의 연구가 가속화되고 있다.

EV characterization에 proteomics나 transcriptomics와 같은 omics 기술로 EV에 존재하는 단백질이나 RNA 종류를 비교 분석할 수 있게 되었다. 샘플을 준비할 때는 총 단백질양(5-30 μg), EV particle 수, 세포 수, 그리고 샘플 볼륨이 중요한데, 케라틴의 오염이나 높은 농도의 효소에 의해 분석의 혼란을 야기할 수 있어 조심해야 한다.

2.1.3. Applications: EV engineering

EV는 biotherapy에 이용할 수 있는 물질의 효과적인 운반체로 각광받고 있다. 그 이유는 non-viral gene의 운반은 endosomal escaping을 통해 사라질 수 있는데, EV는 RNA나 단백질, 심지어 작은 사이즈의 약물까지도 효과적으로 보호할 수 있고, 생체 내의 여러 barrier들을 통과할 수 있으며, 반복투여를 하더라도 크게 문제가 되지 않기 때문이다. 그러나 modify 되지 않은 EV는 몇 분 내에 신속한 blood clearance가 일어날 수 있기에 engineering 과정이 요구되기도 한다. 이렇게 원하는 물질을 연구자의 입맛에 맞게 디자인하여 engineering을 할 수 있는 것이 EV를 치료에 접근할 수 있는 장점이기도 하다. 치료 혹은 연구에 사용하고자 하는 물질을 EV 분리 전에 공여 세포에 loading 하는 endogenous 방법과 EV 분리 후에 EV에 직접적으로 loading 하는 exogenous 방법이 있다. CRISPR-Cas9 system을 통한 endogenous loading 전략과 Electroporation이나 sonication, co-incubation을 통한 EV에 exogenous loading 하는 전략을 통해 생체 내에서 오랜 시간 동안의 순환을 유도하거나 타깃을 specific 하게 하고, 조직 내 침투를 효과적으로 유도할 수 있다. EV engineering을 통해 치료연구를 진행했던 예시로, tumor-targeting antibody의 Fc 부분을 capture 할 수 있는 gene을 공여 세포에 viral transduction 후, Fc-EV를 분리하여 tumor-targeting antibody (PD-L1)과 함께 항암물질을 loading 하여 항암치료에 접근한 연구가 있다.

2.1.4. Reproducibility: AI-integration in EV research

향후에는 사람이 학습한 내용을 토대로 연구의 통합적인 내용을 컴퓨터나 실험기기를 통해 시뮬레이션 가능하게 하는 artificial intelligence (AI)를 동반한 연구가 진행될 것이다. AI는 야기되었던 문제를 해결하고, 지속적인 학습을 진행하며, 창조적인 방안을 촉진함으로써 사람이 연구한 내용의 시너지 효과를 창출할 수 있다. EV 연구를 AI 접목시키는 방법은 EV 분리를 진행하여 진행한 실험 결과의 정보를 컴퓨터에 입력하여 수학연산자와 키워드를 통한 “모델링”을 통해 결과를 도출해 내는 것이다. 여기서 주의해야 할 사항은 EV의 heterogeneity와 기술적 편향을 잘 조절하기 위해 large dataset이 필요하고, 사용하는 모델링에 따라 다른 결과가 도출될 수 있기에 다양한 모델링을 진행해보아야 한다. 특히 복잡한 모델링보다는 단순하고 간략한 모델링이 더 신빙성이 있기에 선호된다. EV 연구에 AI를 잘 접목시킨다면 multi-omics의 결과를 더 정확하게 해석할 수 있을 것이다. 이를 통해 질병의 바이오마커를 발굴하고, 효과적으로 조직을 targeting 할 수 있으며, 질병 치료에 이용되는 물질 운송체의 engineering도 가능할 것이고, EV를 이용한 질병치료의 개발이 유용할 것으로 사료된다.

2.2. Plenary Sessions

2.2.1. The ESCRT machinery in biogenesis of intraluminal and extracellular vesicles

- 발표자: Harald Stenmark (Oslo University Hospital, Norway)
- 내용: Extracellular vesicle (EV)의 biogenesis에는 ESCRT machinery의 역할과 연관 짓는 연구가 중요했다. 이 ESCRT 시리즈는 plasma membrane의 inverse-topology를 촉진해서 budding 과정에 작용한다. ESCRT-0 (HRS)는 ESCRT-1 (TSG101)과 ESCRT-2, ESCRT-3의 상위분자로 TSG101을 엔도솜에 recruit 하는 역할을 한다. 이후 ESCRT-2은 TSG101과 직접적인 결합을 하면서, 동시에 ESCRT-3을 recruit 해서 ALIX라는 adaptor의 유비퀴티네이션(Ub)을 통해 TSG101과 ESCRT-3와의 연결도 유도한다. 이 ESCRT complex가 없을 경우에, HIV system에서는 budding이 억제되었고, 세포에서는 multivesicular endosome (MVE)의 크기가 증가되었다. ALIX의 역할이 EV biogenesis에 중요한데, 이는 ALIX-syntenin1의 결합을 유도해 EV 분비의 전 과정인 intraluminal vesicle (ILV)의 형성을 유도한다. 만약 ALIX 대신 PTPN23이 syntenin과 결합하여 multivesicular body (MVB)에 작용하면 EV (exocytosis)가 아닌 degradation의 운명을 걷게 된다. 이 외에도 ESCRT-3는 체세포분열의 후기에 관여하고, plasma membrane의 수리와 autophagosome의 sealing에도 관여함을 관찰하였다. EV biogenesis에 ESCRT complex만이 관여하는 것은 아니지만 중요한 역할을 하고 있는 것은 강조하지 않을 수 없다.

2.2.2. Exosomes as critical mediators of cell migration

- 발표자: Alissa M. Weaver (Vanderbilt University School of Medicine, USA)
- 내용: Extracellular vesicle (EV)가 세포에서 분비된 후 세포의 migration에 어떤 영향을 준다. 암세포-유래 EV에는 extracellular matrix (ECM)을 분해를 유도하는 단백질분해효소 MT1-MMP와 MMP2 등이 포함되어 있다. 또한 EV의 분비에 관여하는 유전자 Rab27a나 Syt7을 knock-down 시킨 세포는 움직이는 반경이 줄어들고 그 속도도 느리다는 것을 확인했다. 연구진은 EV 분비 연구나 multivesicular body (MVB)의 docking 연구에 자주 사용되는 pHLuorin-CD63을 이용해서 EV의 분비 장소를 추적하였다. 이 시스템은 산성인 조건에서는 형광을 내지 않다가, 중성 조건으로 pH의 변화가 생기면 형광을 내는 기술이다. 이를 통해 EV의 분비가 adhesion assembly의 과정에 앞서 진행되는 것을 확인했다. 그러나 아직 EV가 왜 세포의 migration에 중요한지, EV 내의 주요 물질들이 어떻게 조절되며, 질병과의 연관성은 무엇인지 아직 연구할 것이 많다.

2.3. Oral Sessions

2.3.1. EV sources and basic biology

2.3.1.1. Lipid localization and Membrane fluidity regulate extracellular vesicle budding

- 소분류: EV release, Targeting and Uptake
- 내용: Extracellular vesicle (EV)가 세포 표면에서 budding out 되는 메커니즘을 이해하고자 EV의 genetic model로 적합한 예쁜꼬마선충 C. elegans를 이용하여 연구를 진행하였다. 연구진은 plasma membrane의 인지질층의 위상을 바꾸는 lipid flippase인 TAT-5에 관심을 갖고 C. elegans에 tat-5 mutant를 제작하였다. 그 결과 EV의 production이 과하게 진행되는 것을 확인함으로써 TAT-5가 EV budding을 억제 조절한다는 것을 알 수 있었다. TAT-5는 budding 과정에서 발생하는 plasma membrane의 위상을 바꾸는 ESCRT를 억제하면서 조절한다. 또한, 연구진은 RNAi 스크리닝을 통해 plasma membrane에 많이 발현하는 유전자 Bec-1 (Beclin 1)와 pad-1 (PAD-1), Rme-8 (RME-8)을 찾았고, 이 유전자들의 mutant에서 EV 발현의 증가를 확인하였다. 흥미로운 것은 pad-1 mutant에서는 분비되는 EV에 TAT-5가 함께 발견되는 것을 확인했고, 이를 통해 PAD-1이 TAT-5의 plasma membrane의 위치하는 것을 유도해서 EV 분비를 억제한다는 것을 밝혔다. PAD-1은 TAT-5 flippase의 활성을 유도하고 phosphatidylethanolamine (PE)의 plasma membrane 내부(cytoplasm 부위)에 위치하는 것을 유도한다. PE의 대칭적 localization은 막 유동성을 변화시켜 ectocytosis를 유도해 EV를 분비함을 시사한다. TAT-5의 발현정도 여부와 PE의 대칭/비대칭을 이해하면 EV 분비 정도를 효과적으로 이해할 수 있을 것이다. (PNAS. 2018 Feb 6;115(6):E1127-E1136. doi: 10.1073/pnas.1714085115. / MicroPubl Biol. 2023 Mar 24;2023:10.17912/micropub. biology.000779. doi: 10.17912/micropub.biology.000779. eCollection 2023.)

2.3.1.2. The metastatic and systemic effects of tumor-derived EVPs 

- 소분류: Cancer & Metastasis
- 내용: Tumor tissue 유래 EV가 암전이에 관련하여 pre-metastatic niche formation을 형성화는 과정을 이해하고자 진행한 연구이다. Exosome을 포함한 EV는 대부분 간이나 폐에서 많이 발견되는데 이는 이 조직에서 주로 EV uptake를 한다는 것을 시사한다. 뇌나 뼈에서의 EV uptake 과정에는 integrin/ECM-independent 한 경로로 진행되는데, 간이나 폐에서의 EV uptake 과정에는 integrin/ECM-dependent 한 경로로 진행된다. 폐에서 췌장암-유래 EV나 간암-유래 EV, 폐-유래 EV의 uptake는 폐조직의 thrombosis를 유도해 증상을 악화시키는데, 이러한 pro-thrombotic EV에 integrin β2의 발현이 높다는 것을 proteomics를 통해 확인하였다. 반면 metastasis를 유도하지 않은 폐조직-유래 EV는 integrin β2의 발현도 상대적으로 낮고, thrombosis 유도도 적었다. B16F10 melanoma-bearing 마우스에 antibody를 통해 integrin β2를 block 하게 되면 primary melanoma 암에는 영향이 없지만, 폐로의 전이를 억제하였다. EV의 integrin β2를 억제한다고 하더라도 암-유래 EV는 간조직의 쿠퍼세포에 반응하게 되면 TNFα의 분비를 촉진해 지방간 형성의 부작용을 유도할 수 있다. 그래서 간전이를 효과적으로 치료하기 위해서는 EV-ITGB2 (integrin β2) 억제제로 pre-metastatic niche formation을 억제하고, 더불어서 간에서의 neutrophil extracellular traps (NETs)를 억제하는 억제제로 함께 처리하는 것을 권장한다. (Cell. 2025 Mar 20;188(6):1642-1661.e24. doi: 10.1016/j.cell.2025.01.025. / Nature. 2023 Jun;618(7964):374-382. doi: 10.1038/s41586-023-06114-4.)

2.3.2. Technologies & Methods

2.3.2.1. Integrating CRISPR into extracellular vesicle-focused assays for precision oncology 

- 소분류: Enrichment & Capture
- 내용: 암 환자의 정밀 검사를 위해 암의 최소 잔류 시점에 암 수술을 진행한 환자의 liquid biopsy (LBx; 혈액, 소변, 침, 또는 기관지-폐포 세척액 등)을 분석한다. LBx 분야에서 EV는 분석 표적으로 활용되고 있다. 여기서 circular tumor (ct) DNA가 발견될 시 후속 조치를 취하게 된다. 그러나 ctDNA는 함량이 풍부하지 않고, 이를 분석하기 위해서는 deep sequencing이 필요하기 때문에, 이를 보완하기 위해 상대적으로 양이 풍부한 mRNA를 진단하는 것에 초점을 두었다. EV내에 존재하는 mRNA는 일단 vesicle 내에 보호되어 있기 때문에 안전하게 분리할 수 있고, 이 mRNA는 종양의 시작과 성장에 관여하는 단백질의 돌연변이 정보를 지니고 있고, 약물에 대한 내성 상태를 알려주는 정보가 있다. 연구진은 CRISPR 기술을 이용하여 EV mRNA를 진단하는 “Self-amplified and CRISPR-aided Operation to Profile EVs (SCOPE)” 플랫폼을 제시하였다. ctDNA에 비해 mRNA의 함량이 많다고 하더라도 그 양이 적기 때문에 이를 해결하기 위해 분석 과정에서 EV mRNA를 증폭하는 방법을 고안했다. ssRNA를 인식할 수 있는 Cas13a/crRNA complex를 통해 EV mRNA 타깃을 인식하고, 활성화된 효소로 진단에 쓰일 RNA(형광신호)-DNA signal template의 절단되면서 신호가 보내지는 동시에 T7 RNA polymerase가 template의 DNA에 결합하면서 타깃 EV mRNA가 증폭된다. 이 기술을 통해 폐암 동물모델의 발병 1주일에 확보한 혈액에서 KrasG12D mRNA를 검출할 수 있었고, 수술 전/후의 대장암 환자의 혈액에서 변이가 일어난 KRAS mRNA를 검출함으로써 암의 재발도 빠르게 진단할 수 있었다. SCOPE 플랫폼을 활용해 EV mRNA의 진단을 효과적이고 일관성 있게 할 수 있다면, 질병의 발견을 초기에 빠르게 진행할 수 있을 것으로 생각한다. (Nat Biotechnol. 2024 Oct 7. doi: 10.1038/s41587-024-02426-6)

2.3.3. Physiology & Pathology 

2.3.3.1. EVs and Lymphocytes: Mapping their interactions in vivo 

- 소분류: Immunity and Inflammation
- 내용: 급성 감염질환이 발생할 경우에 죽은 세포의 외막에서 확인되는 phosphatidylserine (PS)가 EV의 막에서 발견된다는 연구들이 있다. 감염 질환의 면역 반응에 있어서 CD8+ T 세포가 중요하게 작용하는데, 이 PS+ EV가 endogenous system(즉, in vivo)에서 CD8+ T 세포와 다른 면역세포에 어떤 반응을 유도할지 확인하고자 하였다. PS+ EV와 특이적으로 결합해서 추적할 수 있는 Milk fat globule-EGF factor 8 protein (MFG-E8)-eGFP 혹은 MFG-E8-C1을 이용하였다. LCMV infection을 유도한 마우스에 MFG-E8-eGFP를 주사하여 비장을 분리 분석하였더니, B 세포와 CD8+ T 세포에서 PS+ EV가 높은 정도로 확인되었다. CD8+ T 세포 중에서도 특히 CD62L-CD44+ effector (TE) 세포에서 높았고, CD8+ T 세포의 T cell receptor (TCR)/CD3에 PS+ EV가 위치하는 것을 확인했다. 이 PS+ EV가 어떤 세포에서 분비된 지는 알 수 없지만, 수지상세포에서 분리한 항원-특이적 EV에 의해 CD8+ T 세포의 활성을 확인함으로써 수지상세포의 직접적인 활성 없이도 급성 바이러스 감염질환에서 EV가 CD8+ TE 세포의 기능을 강화할 것을 예상해 볼 수 있다. (PNAS. 2023 Apr 18;120(16):e2210047120. doi: 10.1073/pnas.2210047120.)

2.3.3.2. When cellular couriers spark universal reactions: unveiling the consistent immunogenicity of diverse human EVs in primates

소분류: Immunity and Inflammation
내용: 아직 출판되지 않은 내용이지만, EV의 면역원성 여부를 확인하는 중요한 연구이기에 간략하게 서술하고자 한다. 사람의 다양한 곳에서 분리한 EV를 원숭이에 처리하여 면역반응을 확인한 결과, EV의 출처에 따라 다르지만 일반적으로 면역원성이 없는 것을 확인하였다.

2.3.4. Disease & Therapy 

2.3.4.1. Clinical application of EV-based therapeutics 

- 소분류: EVs in Preclinical Models
- 내용: 임상 시험에 EV를 이용하려면, EV의 구성성분뿐 아니라 안정성과 효능(Mechanism of Action; MoA) 등을 미리 확인해야 한다. 특히 EV를 안전하게 보관하고 운송이 가능한지가 중요하다. 최근에 면역 조절 및 항염증 인자를 방출한다고 알려진 mesenchymal stromal cells (MSC)에서 분비되는 EV의 역할이 여러 질병 모델의 완화를 보고하는 연구가 많다. MSC-EV를 이용한 임상 시험에 있어서 EV uptake에 대한 독립적인 면역 반응을 유도하기 위해 AMP의 분해를 돕는 CD73의 발현이 높은 CD73+ MSC-EV를 잠재적 치료 방안으로 고안하였다. 이 CD73+ MSC-EV는 장기간 보관하여도 AMP 분해 활성이 좋고 안정하다는 것을 보여주었다. CD73+ MSC-EV는 척추 손상 모델과 힘줄 손상에 의한 염증반응인 fibrosis의 반응을 감소시켰다. 연구진은 동종 제대혈 유래 CD73+ MSC-EV를 청각장애가 있는 환자에게 주사하고 인공와우 삽입을 진행하였다. 이식받은 환자는 수술 후 2년 이상 동안 급성 독성 반응이나 알레르기 반응 징후가 보이지 않았다. 질병마다 다양한 접근방법이 있기에, 효과가 검증된 EV를 사용하기보다는 적절한 EV를 선별하는 것이 중요하다. (J Extracell Vesicles. 2021 Jun;10(8):e12094. doi: 10.1002/jev2.12094.)

2.3.4.2. Extracellular Vesicles in Immune suppression and Tumor progression 

- 소분류: EVs for Cancer Immunotherapy
- 내용: 암-유래 EV는 종양미세환경에서 여러 면역세포의 활성을 억제하는 기전을 지니고 있다. 이 연구진은 이전에 gold-labeling TEM (전자현미경)을 통해 암-유래 EV에 PD-L1과 ICAM-1 이 동시에 발현하는 것을 확인하였다. 암-유래 EV의 ICAM-1이 CD8 T 세포의 LFA-1에 의해 attraction 되면 PD-L1이 작동하여 활성화된 CD8 T 세포의 면역억제 작용을 유도했다. 연구진은 CAR T 세포를 통한 고형암의 치료가 제한점을 지니고 있는 이유를 고형암-유래 EV일 수 있다는 가설로 연구를 진행했다. 고형암에서 많이 발현되는 종양항원을 타깃하는 CAR T 세포를 엔지니어링 해서 암 유발 마우스에 adoptive transfer 한 암조직-유래 EV와 혈액-유래 EV에 종양항원이 증가되어 있었다. 심지어 CAR T 세포의 TNFα는 암-유래 EV의 분비를 증가시켰고, 종양항원을 발현하고 있는 암-유래 EV는 종양학원을 CAR T 세포에 옮기까지 했다. 그 결과 CAR T 세포 간의 self-killing 작용인 fratricide 가 증가되어 CAR T 세포 수가 줄어들었다. 이 과정을 완화시키기 위해 연구진은 GzmB 억제제인 Serpin B9을 무장시킨 CAR T 세포를 통해 fratricide의 감소와 항종양 효과의 증가를 확인하였다. “Serpin B9을 무장한 종양항원 타깃 CAR T 세포를 항 PD-1 항체와 병용하였을 때 고형암 치료효과가 증가되었다. (Nat Cancer. 2025 Apr 15. doi: 10.1038/s43018-025-00949-8.)

2.4. Key questions in the EV field

EV 연구에 있어 여전히 지니고 있는 한계와 질문들이 있다. Satellite meeting 시간에 여러 전문가들과 토론한 내용이다.
(1) Extracellular particle의 heterogeneity에 대한 사항으로 EV인지 microvesicle인지 정확히 구분하기가 어렵다.
(2) EV를 isolation 하는 방법에 따라 EV의 구성 성분이 다르기에, 어떤 방법이 적합한 것인지 규명하기가 어렵다.
(3) EV가 생체내에서 세포 간에 정보를 제공하는 커뮤니케이션만 하는지, 기능적 역할을 담당하는지 아직 명확하지가 않다.
(4) EV의 immunogenicity가 명확하지 않아, 임상시험 시 donor와 recipient 간의 matching 여부를 고려해야 한다.
(5) 또한, EV 내에 존재하는 RNA의 전달이 central dogma에 맞지 않을 경우가 있기에, 임상시험에 적용하는 데 아직 어려움이 있다.
(6) 조직 내로 침투한 EV의 half-life가 얼마나 될지 연구가 필요하다.
(7) EV가 blood-brain barrier (BBB)를 통과할 수 있는 정도를 확인하기 위한 기술이 필요하며, AI의 활용을 권장해 본다.

3. 총평

Extracellular vesicle (EV)는 동물, 식물, 박테리아를 포함한 많은 세포들이 분비하는 물질로, 세포들 간의 소통에 관여할 것이라는 사실은 이미 EV의 존재가 알려진 후로부터 많이 증명되었다. 현재는 다양한 세포에서 분비한 EV의 생리활성 연구뿐만 아니라, 각각의 EV가 지니고 있는 단백질이나 miRNA을 통해 질병을 진단하는 마커 발굴과 EV engineering을 통한 질병 치료 접근에 많은 연구진들이 관심을 두고 있다. ISEV 2025 중에는 다양한 주제로 satellite meeting 시간이 있어서 전문가들과 학생들이 모여서 EV 연구의 애로사항과 견해 및 해결방안을 모색하는 과정을 거쳤다. 이 미팅에는 학술계에 종사하는 전문가들뿐만 아니라 산업계에서 종사하는 전문가들도 함께 참여하였기에 다양한 방면에서의 견해로 토론이 진행되어서 의미 있는 시간이었던 듯하다. 크기 nm 스케일의 작은 입자인 EV를 분석하는 방법으로 super-resolution microscopy 기술과 nano-flow cytometry 기술이 많이 개발되어서 연구의 질이 높아졌다. 그러나 여전히 기술 개발이 필요하다는 의견이 모아졌다. 이번 ISEV 2025에 참석한 40여 개가 넘는 기술 개발 회사가 EV 연구에 필요한 혁신적인 기술을 위해 여전히 연구하고 있는 것이 기대되는 점이기도 하다.

ISEV 2025에서 좋았던 점은 아직 출판되지는 않았지만 연구 내용을 같은 연구 분야에 있는 동료들끼리 토론하면서 연구 방향을 모색했다는 점이다. 또 하나 좋았던 점은 교수나 박사들만 oral presentation을 하는 것이 아니라 학생들에게도 기회를 주어 연구자로의 전문성을 키워줬다는 점이다. EV 연구에 종사하는 다양한 분야의 연구진이 이런 학회를 통해 질병을 더 효과적으로 진단하고 치료할 수 있는 길이 열리길 기대해 본다.

그림 4. EV 연구에 필요한 장비, 장치 및 기술을 제공하는 회사명

그림 5. 오스트리아 빈에서 마시는 비엔나커피

4. 참고문헌

==>첨부파일(PDF) 참조