면역반응 증대 및 항암치료 표적 발굴 기대
수지상세포는 방사선‧항암치료로 사멸된 암세포를 CD36 의존적 식세포작용으로 유입함. 이들을 분해해 MHCⅡ 항원을 제시하고 CD4+ T세포를 활성화해 항암 면역반응을 유도함. Atg5 유전자 결손 시 CD36 의존적인 식세포작용이 과활성화돼 정상적인 MHCⅡ 항원제시로 이어지지 못함. CD4+ T세포의 활성이 감소됨. 단클론 항체를 처리해 CD36 수용체를 억제했을 때 유의한 암의 크기가 감소함을 확인해 새로운 항암치료제의 가능성을 확인함.
가. Atg5 유전자 결손 수지상세포는 CD4+ T세포를 활성화시키는 기능이 감소함.
나. Atg5 유전자 결손 수지상세포는 사멸된 암세포(흉선 림프종 세포)에 대한 식세포작용이 증가함.
다. Atg5 유전자 결손 수지상세포는 세포표면에 CD36 발현이 증가함.
라. CD36을 억제(단클론 항체 처리)하면, Atg5 유전자 결손으로 증가했던 암세포 식세포작용이 감소하고(좌), 감소했던 CD4+ T 세포 활성화 기능이 증가함(우).
마. 암조직 내에 항 CD36 단클론 항체 투여시 암의 크기가 감소함.
세포 항상성을 유지해 주는 ‘자식작용’의 또 다른 기능이 보고됐다.
이흥규 교수(KAIST) 연구팀이 T세포의 항암 활성이 유도되는 과정에서 수지상세포 자식작용이 기여함을 규명했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.
자식작용(自食作用, autophagy)은 세포 내 노폐물 및 손상된 세포 소기관을 제거해 세포의 항상성을 유지하는 과정이다. 자식작용을 처음 발견한 오스미 요시노리(Ohsumi Yoshinori) 교수가 2016년 노벨 생리의학상을 수상하는 등 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 다양한 병원균을 이기는 면역 반응에서도 중요한 기능을 한다고 보고됐다.
수지상세포는 병원균이나 암 항원을 인지해 T세포의 면역반응을 유도하는 세포이다. 방사선이나 항암제에 의해 암세포가 사멸하면 수지상세포가 이를 흡수‧제거하고, 자신의 표면에 항원을 제시해 T세포에 전달해주는 기능을 한다.
연구팀은 수지상세포의 자식작용이 T세포 활성화에서 핵심 역할을 한다는 것을 밝히고 항암 효과를 높일 수 있는 원리를 제시했다.
실험 결과 자식작용을 일으키는 Atg5 유전자가 결손될 때 수지상세포의 T세포 활성화 기능이 떨어지고 항암 면역반응이 감소했다.
Atg5가 결손되면 수지상세포 표면의 CD36 수용체가 월등히 증가하는데, 이로 인해 식세포작용(암 항원의 흡수)만 과활성되고 항원 제시를 통한 T세포 활성화가 정상적으로 이루어지지 않는다. 이 때, 항체를 도입해 CD36 수용체를 다시 억제하면 T세포 면역반응이 크게 증가하고 암의 성장이 억제됐다.
이흥규 교수는 “이번 연구를 통해 자식작용이 T세포의 항암 면역반응에 관여하는 기능을 새롭게 규명했다”고 연구의 의의를 설명하며, “향후 CD36 수용체를 활용한 표적 항암치료제 개발의 단초가 되길 기대한다”고 밝혔다.
이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 국제학술지 ‘오토파지(Autophagy)’ 3월 22일 자에 논문명 ‘Autophagy protein ATG5 regulates CD36 expression and anti-tumor MHC class II antigen presentation in dendritic cells’, 이흥규 교수 (교신저자, 카이스트), 오동선 박사 (제1저자, 카이스트) 등으로 게재됐다.