서울대 이원우 교수팀, ‘아연’ 통한 만성염증질환자 면역반응 제어 가능성 제시

이재혁 기자 / 기사승인 : 2022-01-24 07:42:01
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류마티스 관절염 환자 단핵구에서 아연의 염증반응조절 기전 규명
▲ 활성화된 사람 단핵구에서 관찰되는 Zip8 발현 증가와 이로 인해 유입이 증가한 아연의 염증반응 강화 기전. (그림=서울대학교 제공)

 

[메디컬투데이=이재혁 기자] 면역세포 내 신호전달 조절자로서의 아연의 역할이 규명돼 류마티스 관절염과 같은 만성염증질환 환자의 면역반응 제어를 위한 새로운 가능성이 제시됐다.

서울대학교 의과대학 미생물학교실 이원우 교수 연구팀은 체내 필수 미량 금속 중 하나인 아연이 사람 단핵구‧대식세포에서 염증반응을 강화하는 기전을 규명했다고 21일 밝혔다.

류마티스 관절염은 만성염증을 동반하는 대표적 자가면역질환 중 하나로 전 세계의 0.5~2%의 인구가 고통받고 있다.

주로 관절 및 전신의 염증반응으로 인해 관절 부위에 통증 및 부종을 동반하는데, 질환의 발병기전에서 자가면역성 T, B세포뿐 아니라 단핵구 및 대식세포의 선천 면역반응도 중요한 역할을 하므로 주요한 치료타깃으로 알려져 있다.

이때 면역반응을 위해 면역세포는 지속해서 환경변화를 감지하고 의사소통하는 것이 필수적이다.

이러한 현상은 주로 세포막 수용체‧리간드 연구로 설명됐으며, 실제 영양소, 대사산물, 무기이온을 이동시켜 직접 소통을 매개하는 용질운반 막 수송체(SLC: SoLute Carrier)의 역할에 대해서는 알려진 바가 많지 않았다.

류마티스 관절염 환자의 활성화된 말초혈액 단핵구는 다양한 SLC 수송체를 발현했는데, 이번 연구에서는 특히 아연이온을 세포 내로 유입시키는 수송체인 SLC39A8 (Zip8: zinc importer protein 8) 발현이 매우 증가해 있음을 관찰했다.

아연(Zinc)은 필수 미량 금속 중 하나로 면역계를 포함해 체내 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 담당한다. 전통적으로는 단백질 구조 유지와 기능조절에 관여하는 보조인자(cofactor)로 알려졌지만 최근에는 칼슘처럼 세포 내 신호전달 과정의 조절자로 작용함이 새롭게 알려졌다.

연구팀은 활성화 단핵구‧대식세포의 Zip8을 통해 유입된 아연이온에 의해 세포 내 해당작용을 강화시키는 대사리프로그래밍이 유발되고 염증성사이토카인 IL-1β의 분비가 증가함을 확인했다.

이러한 해당작용 리프로그래밍에는 mTORC1/S6K 경로가 관여했는데, 세포 내로 유입된 아연이온이 protein phosphatase 2A (PPA2) 활성을 억제해 PP2A의 타깃인 S6K 인산화를 유지해주기 때문임이 증명됐다.

즉, 연구팀은 류마티스 관절염 환자의 단핵구에서 Zip8으로 유입된 아연이온에 의한 면역대사 리프로그래밍을 확인하고, 환자의 임상증상(clinical parameter)과도 양의 상관관계가 있음을 밝혔다.

이러한 결과는 류마티스 관절염 환자를 포함하는 다양한 만성 염증성질환 환자의 면역제어 전략 개발에 활용될 수 있음을 시사한다.

한편 이번 연구는 한국연구재단(중견연구자 지원사업)의 지원으로 수행됐으며 국제학술지‘Science Signaling’에 11일 게재됐다.

 

메디컬투데이 이재혁 기자(dlwogur93@mdtoday.co.kr)

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