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연구성과 의학약학
‘선천면역 조절자’ 발견...열사병에 의한 ‘사이토카인 폭풍’ 유발 기전 입증
Bio통신원(우석대학교)
- 등록2024.02.29
- 조회1546
우석대학교 한주희 교수(약학과), 서울대학교 Rajendra Karki 교수(생명과학부), 고신대학교 배성진 교수(의과대학), 미국 세인트 쥬드 아동 연구병원 Thirumala-Devi Kanneganti (St. Jude Children's Research Hospital) 공동연구진이 선천 면역 조절자로 알려진 닌주린(nerve-injury induced protein, NINJ1)과 열사병 환자의 사망 원인을 규명했다.
우석대학교 한주희 교수, 서울대학교 Rajendra Karki 교수
NINJ1은 활성화 시 면역세포의 세포막에 기공(pore)을 만들어 손상 연관 분자유형 (damage-associated molecular pattern) 중 일부를 세포 외부로 방출하게 된다. 이로 인해 온몸에 과도한 면역반응으로 염증이 발생하고, 사망까지 이어진다.
연구진은 열 스트레스와 병원체가 동시 처리된 대식세포(macrophage)의 유전자를 제거하는 유전자 가위 기술(genome-wide CRISPR-Cas9 screening)을 이용해 NINJ1 유전자가 세포 사멸에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다.
이 유전자가 존재하는 대식세포는 열 스트레스와 병원체 동시 처리에 따른 사이토카인 폭풍으로 사망하지만, 이 유전자를 제거한 대식세포는 사망률이 감소했다.
한주희 교수는 “면역세포는 외부로부터 침입하는 스트레스와 병원체로부터 우리 몸을 보호하는 중요한 역할을 하지만 균형을 잃고 과도한 면역반응 시 사이토카인 폭풍과 사망을 유발할 수 있다”라며 “이번 연구는 지구온난화 시 증가하는 열사병과 이로 인해 발생하는 사망 원인을 조절하는 중요한 시발점이 될 것으로 기대한다”라고 말했다.
또한 열 스트레스와 병원체 연관 분자유형(pathogen-associated molecular pattern)의 조합에 의해 아포토시스(apotosis), 네크롭토시스(necroptosis)와 파이롭토시스(pyroptosis)가 동시다발적으로 발생하는 염증성 세포 사멸 경로인 파놉토시스(PANoptosis)가 유발되고, 이로 인해 전신 염증(Systemic imflammation)의 사이토카인 폭풍을 일으켜 환자 사망률을 높일 수 있다는 것을 입증했다.
이와 함께 열 스트레스와 병원체 연관 분자유형이 동시에 처리된 소동물 실험에서도 NINJ1과 파놉토시스 관련 유전자의 관련성을 입증하였으며, 관련 유전자가 없는 소동물의 경우에는 사망률이 현저하게 저하된 것을 확인했다.
한주희 교수는 “우리 몸에 존재하는 세포가 죽는 경로는 하나가 아니라 복합적일 수 있기에 단순히 하나의 경로만을 막는 전략은 효과적이지 않을 수 있다”면서 “이런 관점에서 동시다발적 염증성 세포 사멸 경로인 파놉토시스에 대한 연구는 다양한 스트레스와 병원체로부터 우리 몸을 보호하는 중요한 연구 전략이 될 수 있다”라고 강조했다.
연구 결과는 네이처 출판 그룹의 자연과학 저널인 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications, IF=16.6)’에 2월 26일 게재됐다. (논문 제목 : NINJ1 mediates inflammatory cell death, PANoptosis, and lethality during infection conditions and heat stress)
[사진=우석대학교]
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