서울대 연구팀, 패혈증 발병 원인 찾았다

서울대 연구팀, 패혈증 발병 원인 찾았다

류준영 기자
2013.05.21 11:30

면역기작 첫 규명…NOD2 억제를 통한 패혈증 완화와 생존율 증가 확인

정두현 교수/사진제공=미래창조과학부
정두현 교수/사진제공=미래창조과학부

국내 연구진이 패혈증(敗血症)의 원인이 되는 면역기작을 규명, 향후 치료제 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

정두현 서울대 의과학과 교수 연구팀은 침입한 세균의 일부 패턴을 인식해 신호를 전달함으로써, 세포내 면역반응을 유도하는 단백질 NOD2가 단순 감염시 인체를 보호하던 것과 달리 패혈증이 발생한 경우 오히려 패혈증을 악화시키는 기작을 알아냈다고 21일 밝혔다.

감염에 따른 과도한 면역반응으로 세포와 조직이 손상되는 초기 패혈증은 염증성 물질 자체를 억제하려는 방식의 연구가 진행됐으나 이런 접근의 경우 체내의 전반적인 면역을 떨어뜨려 세균의 번식증가나 2차 감염 우려 등의 한계가 있었다.

따라서 패혈증 초기의 과도한 면역반응을 억제하면서도 세균에 맞서 싸우는 면역력은 떨어뜨리지 않는 연구가 필요한 실정이었다.

이에 연구팀은 NOD2 신호전달을 억제하면 패혈증 증상을 억제하고 생존율을 높일 수 있다는 점을 찾아냈다. 실제 NOD2가 제거된 생쥐의 경우 패혈증 유도시 열흘 동안 살아있는 반면 NOD2가 존재하는 정상생쥐는 이틀 내에 사망했다.

세균이 체내 감염된 경우 NOD2에 의한 신호전달 체계 -세균이 감염되면 세포내의 NOD2 단백이 세균의 특정 부위를 인식하여 신호를 전달시킴. 이때 가장 중요한 매개 단백질이 Rip2 카이네이즈(kinase)이며 이를 통해 하위 단백들이 활성화 되고 면역반응을 조절하는 다양한 종류의 싸이토카인이 분비된다.  패혈증의 경우 체내 세균에 대한 다량의 세균에 노출되어 면역 반응이 과도하게 유도되어짐./자료제공=미래창조과학부
세균이 체내 감염된 경우 NOD2에 의한 신호전달 체계 -세균이 감염되면 세포내의 NOD2 단백이 세균의 특정 부위를 인식하여 신호를 전달시킴. 이때 가장 중요한 매개 단백질이 Rip2 카이네이즈(kinase)이며 이를 통해 하위 단백들이 활성화 되고 면역반응을 조절하는 다양한 종류의 싸이토카인이 분비된다. 패혈증의 경우 체내 세균에 대한 다량의 세균에 노출되어 면역 반응이 과도하게 유도되어짐./자료제공=미래창조과학부

연구팀은 NOD2가 혈액응고와 관련된 염증성 물질(C5a)의 생성을 촉진해 패혈증을 악화시키는 것을 밝혀냈다.

패혈증이 유도된 생쥐의 면역세포인 호중구(好中球)에서 NOD2에 의해 면역반응을 조절하는 싸이토카인 중 IL-1β와 IL-10의 분비가 현저히 증가하는 것을 확인했으며, 이들 두 종류의 싸이토카인이 C5a의 생성을 억제하는 호중구 표면단백질 CD55의 생성을 억제해 패혈증 증상이 악화되는 것이다.

이에, NOD2 억제물질을 패혈증 유도 생쥐에 주입하자 특정 싸이토카인의 분비가 줄고 체내 염증성 물질 C5a가 감소했다.

정 교수는 "패혈증의 병인과 생존율을 조절할 수 있는 면역기작에 대한 중요한 정보를 얻게 돼 향후 패혈증 치료제 개발을 위한 기반이 될 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 면역분야 국제학술지인 ‘미국공공과학도서관-병원균(PLos Pathogens) 5월 9일자에 게재됐으며, 관련된 국제특허출원도 이뤄졌다.

◇용어설명

▷패혈증(sepsis):감염 등에 의한 면역반응으로 염증반응이 과다해 발생하는 질병으로 치사율이 70%에 이르고 전 세계적으로 하루에 1,500명이상 사망하는 심각한 질환이지만 특별한 치료제가 없다

▷호중구(neutrophil):백혈구의 일종으로 침입한 이물질이나 세균을 소화하는 식세포

▷싸이토카인(cytokine):세포에서 분비되는 면역조절 물질로 염증을 유도하거나 억제한다.

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류준영 기자

·머니투데이 유니콘팩토리(미래사업부) 차장 ·한국과학기자협회 이사 ·카이스트 과학저널리즘 석사 졸업 ·한양대 과학기술정책대학원 박사과정 ·2020년 대한민국과학기자상 ·(저서)4차 산업혁명과 빅뱅 파괴의 시대(공저, 한스미디어) ■전문분야 -벤처·스타트업 사업모델 및 경영·홍보 컨설팅 -기술 창업(후속 R&D 분야) 자문 -과학기술 R&D 정책 분야 컨설팅 -과학 크리에이터를 위한 글쓰기 강연 -에너지 전환, 모빌리티 등 4차 산업혁명 관련 기술 자문 -AI시대 기술경영 및 혁신 자문

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