"뇌종양 산소대사 막으면 생존율 개선"
"뇌종양 산소대사 막으면 생존율 개선"
"뇌종양 세포의 과도한 산소 소비, 감마델타 T세포의 면역반응 저하"

"감마델타 T세포 저산소 환경 해소시 항종양 면역반응 개선"

"면역항암제 반응성 낮은 뇌종양 치료에 새로운 실마리 제공"
  • 박정식
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2021.02.16 12:00
  • 댓글 1
이 기사를 공유합니다

KAIST 이흥규 교수(교신저자), 박장현(제1저자) (왼쪽부터)
KAIST 이흥규 교수(교신저자), 박장현(제1저자) (왼쪽부터)

[헬스코리아뉴스 / 박정식] 뇌종양 세포가 주변의 산소를 먹어 치우며 면역세포를 무력화시키는 과정을 밝혀낸 새로운 연구결과가 발표됐다. 

KAIST 이흥규 교수 연구팀은 악성 뇌종양 세포의 과도한 산소소비로 인해 감마델타 T 세포의 면역반응이 저하되는 과정을 새롭게 규명했다. 연구팀은 주변 산소를 빠르게 소비하는 뇌종양 세포로의 산소유입을 막는 방식이 면역항암치료제의 낮은 반응성을 보완할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

 

[용어설명]

감마델타(γδ) T 세포란 : 피부나 장 같은 점막에 주로 존재하는 선천성 T 세포로, 스트레스 받은 세포를 초기에 제거하거나 박테리아 등의 감염 시 중요한 세포로 알려져있다. 

연구팀은 뇌종양의 악성도가 높을수록 감마델타 T 세포의 종양 내 유입이 적고 저산소 환경은 심한 반면, 감마델타 T 세포가 많이 유입될수록 환자의 예후가 좋은 것을 관찰했다. 이에 종양에 대항하는 면역세포로 잘 알려진 후천성 T세포가 아닌 감마델타 T세포의 활성에 주목했다.

연구팀은 저산소 환경을 해소해 감마델타 T 세포에 적절한 산소를 공급하고 세포의 생존을 도우면 면역반응이 정상화 될 것이라는 가설을 세웠다.

감마델타 T 세포는 스트레스에 노출된 뇌종양 세포 표면에 많이 생기는 리간드(NKG2DL)를 직접 인식하는 수용체(NKG2D)가 있어 종양에 대항한 면역반응의 새로운 주체로 주목받고 있으나, 기대만큼의 효과를 내지 못하고 있었다. 

연구팀은 실제 뇌종양 생쥐모델에 뇌종양의 과도한 산소대사를 막을 화합물(메트포르민)을 감마델타 T 세포와 함께 투여했다.

그 결과, 면역세포의 종양조직 내 침투가 늘고 생존률이 향상되는 것으로 나타났다. 감마델타 T세포의 저산소 환경을 해소하면 항종양 면역반응이 개선되는 것으로 연구팀은 해석하고 있다. 

연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology)’의 이달 11일 자에 게재됐다. 네이처 이뮤놀로지는 논문 게재 외에 별도로 뉴스앤뷰즈(News & Views) 코너에서도 이 논문에 대해 다뤘다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업(차세대바이오사업) 및 삼성미래기술육성재단의 지원으로 수행됐다. 

(그림 1) 감마델타 T 세포의 항뇌종양 면역반응 기전 규명뇌종양 세포는 종양을 제거해야 할 항원(antigen)으로 인식해 싸우는 전형적인 T세포(CD4 T , CD8 T) 면역반응이 매우 약하다. 뇌종양 세포가 이들 면역세포가 인식할 수 있는 표지(MHC)를 많이 만들지 않기 때문이다. 반면 감마델타 T 세포는 항원표지 없이도 스트레스에 노출된 뇌종양 세포 표면에 많이 생기는 리간드(NKG2DL(Rae1))를 직접 인식하는 수용체(NKG2D)가 있어 종양에 대항한 면역반응의 새로운 주체로 주목받고 있다. 하지만 뇌종양 세포의 과도한 산소 소비로 인해 저산소 환경에 노출된 감마델타 T 세포의 수용체 생성이 원활하지 못해 뇌종양 세포 인지능력이 저하됐다. 메트포르민(Metformin)을 이용해 뇌종양 세포로의 산소유입을 저해하여 남은 산소를 감마델타 T 세포가 활용할 수 있도록 한 결과, 감마델타 T 세포가 정상적으로 수용체를 만들어 내고 그에 따라 뇌종양 세포를 인지하고 사멸을 유도할 수 있는 능력이 향상되는 것으로 관찰됐다. 그림설명 및 그림제공 : KAIST 이흥규 교수
(그림 1) 감마델타 T 세포의 항뇌종양 면역반응 기전 규명

뇌종양 세포는 종양을 제거해야 할 항원(antigen)으로 인식해 싸우는 전형적인 T세포(CD4 T , CD8 T) 면역반응이 매우 약하다. 뇌종양 세포가 이들 면역세포가 인식할 수 있는 표지(MHC)를 많이 만들지 않기 때문이다.

반면 감마델타 T 세포는 항원표지 없이도 스트레스에 노출된 뇌종양 세포 표면에 많이 생기는 리간드(NKG2DL(Rae1))를 직접 인식하는 수용체(NKG2D)가 있어 종양에 대항한 면역반응의 새로운 주체로 주목받고 있다.

하지만 뇌종양 세포의 과도한 산소 소비로 인해 저산소 환경에 노출된 감마델타 T 세포의 수용체 생성이 원활하지 못해 뇌종양 세포 인지능력이 저하됐다.

메트포르민(Metformin)을 이용해 뇌종양 세포로의 산소유입을 저해하여 남은 산소를 감마델타 T 세포가 활용할 수 있도록 한 결과, 감마델타 T 세포가 정상적으로 수용체를 만들어 내고 그에 따라 뇌종양 세포를 인지하고 사멸을 유도할 수 있는 능력이 향상되는 것으로 관찰됐다.

그림설명 및 그림제공 : KAIST 이흥규 교수

 

(그림 2) 감마델타 T 세포의 항뇌종양 면역반응 기전 규명가. 뇌종양 환자의 생존을 감마델타 T 세포 유입의 정도에 따라 분류했을 때, 감마델타 T 세포가 많이 유입될수록 환자의 생존기간이 증가된다.나. 뇌종양 악성도가 증가할수록 감마델타 T 세포의 유입이 감소된다.다. 뇌종양 악성도가 증가할수록 종양 조직 내 HIF1A(저산소표지) 발현이 증가한다.라. 뇌종양 세포가 흑색종 세포보다 더 많은 산소를 필요로 한다.마. 메트포르민 처리 시 뇌종양 세포의 산소 호흡이 감소된다.바~카. 뇌종양 생쥐모델이 메트포르민을 마실 수 있도록 음수로 제공한 결과  바. 뇌종양 조직 내 저산소가 개선된다.사. 뇌종양 침윤 감마델타 T 세포의 저산소가 개선된다.아. 감마델타 T 세포의 뇌종양 조직으로의 유입이 증가됨.자. 감마델타 T 세포 표면의 수용체(NKG2D) 발현이 증가된다.차. 감마델타 T 세포의 항종양 사이토카인 분비가 증가된다.카. 생존률이 매우 개선된다.타. 뇌종양 생쥐모델에 감마델타 T 세포 주입 시 생존기간에 큰 차이가 없었다. 하지만 메트포르민과 감마델타 T 세포를 병용으로 투여할 시 생존률이 크게 개선됐다. 또한 저산소 시 발현되는 HIF1A의 저해제인 Cay10585를 전처리한 감마델타T 세포를 주입 시 생존률이 크게 개선되는 것으로 나타났다. 그림설명 및 그림제공 : KAIST 이흥규 교수
(그림 2) 감마델타 T 세포의 항뇌종양 면역반응 기전 규명

가. 뇌종양 환자의 생존을 감마델타 T 세포 유입의 정도에 따라 분류했을 때, 감마델타 T 세포가 많이 유입될수록 환자의 생존기간이 증가된다.
나. 뇌종양 악성도가 증가할수록 감마델타 T 세포의 유입이 감소된다.
다. 뇌종양 악성도가 증가할수록 종양 조직 내 HIF1A(저산소표지) 발현이 증가한다.
라. 뇌종양 세포가 흑색종 세포보다 더 많은 산소를 필요로 한다.
마. 메트포르민 처리 시 뇌종양 세포의 산소 호흡이 감소된다.

바~카. 뇌종양 생쥐모델이 메트포르민을 마실 수 있도록 음수로 제공한 결과
바. 뇌종양 조직 내 저산소가 개선된다.
사. 뇌종양 침윤 감마델타 T 세포의 저산소가 개선된다.
아. 감마델타 T 세포의 뇌종양 조직으로의 유입이 증가된다.
자. 감마델타 T 세포 표면의 수용체(NKG2D) 발현이 증가된다.
차. 감마델타 T 세포의 항종양 사이토카인 분비가 증가된다.
카. 생존률이 매우 개선된다.

타. 뇌종양 생쥐모델에 감마델타 T 세포 주입 시 생존기간에 큰 차이가 없었다. 하지만 메트포르민과 감마델타 T 세포를 병용으로 투여할 시 생존률이 크게 개선됐다. 또한 저산소 시 발현되는 HIF1A의 저해제인 Cay10585를 전처리한 감마델타T 세포를 주입 시 생존률이 크게 개선되는 것으로 나타났다. 

그림설명 및 그림제공 : KAIST 이흥규 교수

 



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 1
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
이수현 2021-02-20 23:20:00
너무나 반가운 소식입니다
제 친구가 한달전 악성뇌종양 진단을 받았습니다
수술이 어렵다고합니다
현재 서울대학병원에 입원중이며 항암치료를 받을 예정입니다
제 친구를 도와주세요 !!
치료를 받게 해주세요 !!
참으로 좋은 친구이며 모든사람에게 선한 영향력을 끼치는 친구입니다
이런 사람이 세상에 많이~ 오래도록 존재해야합니다.
부탁드립니다

      편집자 추천 뉴스
      베스트 클릭
      오늘의 단신
      여론광장