KAIST(카이스트)는 의과학대학원 신의철 교수 연구팀이 카이스트 의과학대학원 박수형 교수, 연세대학교 의과대학 주동진, 박준용 교수팀과 공동 연구를 통해 선천면역과 적응면역의 특성을 모두 지니는 새로운 유형의 'NK 유사 T세포'를 간에서 발견하고 그 작용 특성을 규명했다고 8일 밝혔다.

이번 연구는 그동안 면역학의 영역에서 이분법적으로 나눠져 있던 선천면역과 적응면역의 경계에서 작동하는 새로운 면역세포를 발견하고 그 특성을 밝힘으로써 인체의 면역 반응을 새로운 시각에서 바라볼 수 있게 했다는 점에서 큰 의의가 있다.

카이스트 의과학대학원 고준영 박사, 나민석 박사, 최승진 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 간장(肝腸)학 분야의 최고 국제 학술지 '간장학 저널(Journal of Hepatology)' 5월 26일 字 온라인판에 게재됐다(논문명: Identification of a distinct NK-like hepatic T-cell population activated by NKG2C in a TCR-independent manner).
 

인체에 세균이나 바이러스 같은 병원성 미생물이 침입하면 먼저 선천면역이 작동한다. 선천면역은 신속하게 작동하는 장점이 있지만, 병원성 미생물의 종류를 구분하지 못하고 기억면역을 형성하지 못하는 단점이 있다. 

감염 후 4~5일 후부터는 적응면역이 서서히 작동한다. 적응면역은 느리게 활성화되는 대신 각각의 병원성 미생물을 구분하는 능력이 있고 회복 후에는 기억 면역 세포를 만들어 같은 미생물이 재침입했을 때 재빠른 반응을 할 수 있다.

특히 바이러스 감염 시에는 바이러스에 감염된 세포를 제거하는 기능에 특화된 면역세포들이 중요한 역할을 하는데, 이들 중 NK세포(자연살해 세포)는 선천면역, T세포는 적응면역의 특성이 있는 대표적인 면역 세포다. 

이 2가지 면역 세포는 바이러스에 감염된 세포를 인식하는 방식도 다르다. T세포는 바이러스 단백질 조각을 항원으로 감지하는 반면, NK 세포는 스트레스 분자 발현이 증가한 것을 통해 바이러스 감염 세포를 감지한다. 

지금까지 면역학계에서는 이같이 NK세포와 T세포를 명확히 구분되는 면역 세포로서 나눠 연구를 진행해 왔는데, 연구팀은 이번 연구를 통해 NK세포와 T세포의 특성을 모두 지니는 'NK 유사 T세포'를 새롭게 발견했다. 

또한 연구팀은 NK 유사 T세포는 T세포 수용체를 통해 바이러스 단백질 항원을 인식하는 대신, NK 세포 수용체인 `NKG2C'를 통해 비정상 세포들을 감지하고 제거할 수 있다는 사실도 확인했다.

연구팀은 이번 연구에서 간에 존재하는 면역세포를 주로 분석했는데, 간은 면역학적으로 특이한 장기로 여겨지고 있다. 소장이나 대장으로부터 들어오는 혈액은 전신 순환계에 합류하기 전에 간을 먼저 지나게 된다. 

이 과정에서 장으로부터 들어온 많은 외부 물질이나 병원성 미생물들은 간에서 걸러지면서 면역학적 1차 관문의 역할을 하게 된다. 한편 간은 면역학적 관용을 나타내는 장기로도 잘 알려져 있는데, 병원성 미생물에 대한 과도한 면역 반응을 조절하기도 한다.
 
카이스트 의과학대학원 신의철 교수는 "복잡하고 정교하게 조절되는 간의 면역학적 특성을 상세히 분석하기 위해 단일세포 전사체 분석이라는 최신 연구기법을 이용했다. 면역세포들을 상세히 분석한 결과, 선천면역과 적응면역의 특성을 모두 지니는 NK 유사 T세포를 확인한 동시에 B형간염 바이러스에 의한 만성 간 질환을 앓는 환자의 간에서 NK 유사 T세포의 수가 증가한 것도 발견했다"면서 "앞으로 NK 유사 T 세포의 생리·병리적 기능을 밝히는 연구를 지속하겠다"고 말했다.

다만 연구팀이 이번에 새롭게 발견한 NK 유사 T세포가 바이러스 감염 등의 각종 질환에서 어떤 역할을 하는지는 아직 분명하지 않다. 

현재 연구팀은 NK 유사 T세포가 체내에서 감염뿐만 아니라 각종 원인에 의해 비정상적으로 변한 세포들을 선택적으로 제거해 체내 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 가설을 가지고 후속 연구를 진행하고 있다. 

또한 미국 스탠퍼드 의대의 마크 데이비스 교수 연구팀이 최근 NK 수용체를 발현하는 T세포는 다른 면역세포의 기능을 억제한다는 논문을 사이언스지에 발표함에 따라, 연구팀은 이번에 발견한 NK 유사 T세포가 체내 상황에 따라 면역억제 기능을 수행하는지에 대한 분석도 진행 중이다.

이번 연구 결과는 연세의대 세브란스병원 외과·내과 연구팀과 KAIST 의과학대학원이 간의 면역학적 특성을 규명하기 위해 수행한 협동 연구의 성과로, 중개 연구(translational research)를 통해 인간 면역학을 새롭게 이해하는 계기를 마련했다는 평가를 받는다.