[바이오타임즈] 혈관을 돌아다니다 세균이 몸에 들어오면 감염부위로 제일 먼저 도착하여 세균을 공격하고 제거하는 백혈구를 ‘호중구’라 한다.

그런데, 우리의 폐에는 감염 없이 정상상태에서도 많은 수의 호중구가 상주한다고 알려져 있다. 폐에 기본적으로 머무르고 있는 호중구가 많지만, 구체적인 특성과 기능에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다.

폐는 우리 몸의 핵심 장기로, 병원균 감염 시 과도한 염증 반응이 발생하면 심각한 폐 손상을 초래할 수 있어 면역반응이 억제되어 있다고 알려져 있으나, 어떠한 기전으로 폐에서의 면역이 억제되어 있는지는 밝혀지지 않았다.

특히, 폐 염증 질환에서 폐 호중구가 어떠한 기능을 담당하는지, 또한 골수나 혈액에 있는 호중구와 어떻게 다른지, 어떤 인자가 폐 호중구의 특성을 결정하는지도 규명되지 않은 상태다.
 

◇성균관대 배외식 교수 연구팀, 감염 환경으로부터 폐 호중구의 폐 보호 역할 발견

한국연구재단 배외식 교수(성균관대학교 생명과학과) 연구팀은 폐 호중구가 감염이나 염증 환경에서 폐를 보호하는 역할을 담당하고 있음을 발견했다고 밝혔다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(중견 연구 및 선도연구센터사업) 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 혈액학 분야 국제학술지 ‘블러드(Blood)’에 6월 9일 온라인 게재됐다.

연구팀은 폐에 존재하는 호중구를 분리하여 RNA 염기서열분석(RNA 시퀀싱)과 유세포 분석을 통해 폐 호중구가 골수 및 혈액 호중구와는 다른 특성을 가지는 것을 확인했다.

기능적으로 폐 호중구는 침투한 세균을 효과적으로 제거할 수 있는 반응성 산소 생성을 잘 유도하지만, 세균의 내독소 자극에 의한 염증성 사이토카인 생성은 골수 호중구에 비해 현저히 감소해 있었다. 이는 폐 호중구가 감염균에 대해 효과적으로 방어하면서도, 병원균 감염 시 폐에서의 과도한 면역반응이 일어나지 않도록 조절할 수 있음 나타낸 것이다.

아울러 폐 조직에 많이 존재하는 지질인자인 프로스타글란딘 E2(Prostaglandin E2, PGE2)가 혈관을 돌아다니는 호중구를 폐에 머무르게 하면서 면역 억제 기능을 가진 호중구 생성 역할을 함을 확인했다.

프로스타글란딘 E2의 하위 신호전달 분자인 단백질 키네이스 A(protein kinase A)를 막았을 때 급성호흡곤란증후군 생쥐 모델에서 염증성 사이토카인 생성 및 폐 조직의 붕괴가 더 심해지는 것을 확인했고, 타깃 단백질인 트랜스글루타미네이스 2(Transglutaminase 2)가 결여된 마우스에서도 병리가 더 심해지는 것을 확인했다.
 

◇폐 감염 질환에서 폐 호중구를 표적으로 하는 폐 질환 제어 가능성 제시

이번 연구는 폐에 상주하는 폐 호중구의 특성과 기능을 규명하고, 폐 호중구에 의한 새로운 폐 염증 제어 기전을 규명함으로써 폐 감염 질환에서 폐 호중구를 표적으로 하는 폐 질환 제어 가능성을 제시했다는 데 의미가 있다. 이뿐만 아니라 환자의 생명을 위협하는 급성 호흡 곤란 증후군을 치료할 수 있는 새로운 전략 개발에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

성균관대학교 배외식 교수는 “폐 호중구가 기존에 알려져 있던 호중구와 다른 특성을 가지고 왜 그런 특성을 갖게 되는지 발견했다는 점에서 흥미로운 성과라고 생각한다. 아울러 이러한 다른 특성들이 폐의 염증성 질환들에서도 중요하게 작용할 수 있는데, 폐에 기존에 존재하는 호중구를 이러한 질환들에서 고려하여 새로운 시각으로 접근할 수 있게 되었다”고 말했다.

이어 그는 “폐에 머무르는 호중구가 폐 감염 질환에서 염증 반응을 적게 일으키는 원인을 발견했기 때문에, 이 새로운 기전을 조절함으로써 폐 질환에서의 염증반응을 제어할 수 있는 가능성을 보았다. 이러한 호중구들을 폐 질환 상황에서 조절하여 질환을 완화할 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다”고 밝혔다.

[바이오타임즈=정민구 기자] news@biotimes.co.kr

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