패혈증 환자 모방한 생쥐 모델로 활용해 연구

배 교수 “패혈증 치료제 개발에 중요한 토대 제공할 것”

패혈증 모델에서 증가한 기능이상 호중구와 이를 타겟으로 한 치료효과 [성균관대 제공]
패혈증 모델에서 증가한 기능이상 호중구와 이를 타겟으로 한 치료효과 [성균관대 제공]

[헤럴드경제=안효정 기자] 성균관대학교(총장 유지범) 배외식 생명과학과 교수 연구팀이 패혈증 환자를 모방한 생쥐 모델을 이용하여 새로운 개념의 패혈증 치료 타겟을 발굴했다.

패혈증은 병원균 감염에 대한 전신적인 면역반응으로, 폐와 신장 등의 장기 손상을 유발하여 사망에 이르게 하는 감염성 질환이다. 미국에서만 연간 80만명의 환자가 발생하고 사망률도 높은 급성 감염질환이지만 현재까지 효과적인 치료제는 없는 것으로 알려졌다.

패혈증은 병원균 감염 후에 과도한 면역활성과 면역마비의 특성을 가지는 복잡한 병리적 특성을 보인다. 기존의 패혈증 연구는 전신적으로 극심하게 증가한 면역반응을 억제하는 데 집중돼왔다. 하지만 임상에서 패혈증 환자는 초기 항생제 치료 이후 억제된 면역반응에 의해 2차 감염에 대응하지 못하는 문제를 가지고 있었다.

배 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 패혈증 환자를 모방한 생쥐 모델을 이용해, 패혈증에서 전신적 면역저하를 유발하는 새로운 기능이상 호중구를 발견했다. 호중구는 백혈구의 일종으로 선천면역에 중요한 역할을 하는 면역세포다. 연구진은 새로운 호중구를 패혈증 치료제 개발의 중요한 타겟으로 이용하여 패혈증 치료의 새로운 길을 열 수 있을 것으로 봤다.

연구진은 패혈증을 유도한 생쥐에 항생제를 투여해 면역이 억제된 상황에서 세균을 감염시킨 모델에 림프구 감소증과 미분화된 형태의 호중구가 생성되는 것을 관찰했다. 미분화된 호중구는 면역관문단백질인 CD200R을 높게 발현해 면역활성이 현저하게 떨어졌다.

CD200R이 증가한 호중구는 세포분화에 중요한 자가 포식(autophagy) 신호가 감소되어 있었으며, 활성산소 형성이나 이동성과 같은 면역기능이 저하되는 특징을 가지고 있다.

또한 인슐린유사성장인자(IGF-1)의 형성이 증가해 조절 T세포(면역항상성 유지를 위해 과하게 활성화된 면역 반응을 억제하는 T세포)를 형성함으로써 패혈증에서 전신 면역저하를 유도했다. 항체를 투여해 CD200R의 작용을 저해한 경우, 호중구의 기능이 다시 활성화됨으로써 패혈증 모델에서 조직 손상과 치사율이 감소하기도 했다.

배 교수는 “이러한 발견이 패혈증 치료제 개발에 중요한 토대를 제공할 것으로 기대하고 있다”며 “기능이상 호중구가 패혈증의 진단 및 예후마커로 활용될 수 있을 것”이라고 연구의의를 설명했다.

해당 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 선도연구센터사업, 바이오의료기술개발사업, KIURI 사업, 보건복지부와 보건산업진흥원의 감염병 예방 치료 기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 배 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 면역학 분야 국제학술지 ‘Cellular and Molecular Immunology(IF: 24.1)’에 지난 5일 온라인으로 게재됐다.


an@heraldcorp.com