[헬쓰in논문] 뇌종양 세포가 주변의 산소를 먹어 치우며 면역세포를 무력화시키는 과정이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 16일, KAIST 이흥규 교수 연구팀이 악성 뇌종양 세포의 과도한 산소소비로 인한 감마델타 T 세포의 면역반응 저하 과정을 규명했다고 밝혔다.
뇌종양은 예후가 매우 좋지 않은 종양으로 특히, 악성뇌종양인 교모세포종 등은 평균 생존기간이 1~2년 정도로 짧은 편에 속하며, 기존 치료제들의 효과가 매우 떨어지는 것으로 알려져 있다. 이러한 현실에서, 이번 연구결과는 면역항암치료제의 낮은 반응성을 보완할 실마리를 제공할 것으로 기대를 모으고 있다.
이번 연구결과를 담은 논문은 면역학 분야의 SCI급 저명 국제학술지 ‘네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology, IF=20.479)’ 2월 11일 자에 게재됐다. 네이처 이뮤놀로지는 이 연구결과가 담긴 논문을 게재하면서, 별도로 뉴스앤뷰즈(News & Views) 코너에서 이 논문에 대해 소개했다.
논문명은 'Tumor hypoxia represses γδ T cell-mediated antitumor immunity against brain tumors'이며, KAIST 박장현 박사과정생이 제1저자로, KAIST 이홍규 교수가 교신저자로 참여했다.
연구팀의 이홍규 교수는 "악성 뇌종양은 다른 종양에 비해 면역원성이 매우 낮고, T세포 유입이 낮아 아직까지 효과적인 면역치료제를 개발하지 못했다"면서 "이번 연구로 감마델타 T세포를 이용한 치료제가 충분히 효과가 있음을 생쥐모델을 이용해 입증했다"고 말했다.
이어 "실제 사람에서도 효과적일지는 추후 연구가 더 필요하겠지만, 악성 뇌종양을 효과적으로 치료할 수 있을 것이라 기대되는 새로운 후보물질을 도출해 낸 것이라 큰 의미가 있다"고 말했다.
연구팀은 뇌종양의 악성도가 높을수록 감마델타 T 세포의 종양 내 유입이 적고 저산소 환경은 심한 것을 알아냈다. 반면 감마델타 T 세포가 많이 유입될수록 환자의 예후가 좋은 것으로 나타났다. 이것이 종양에 대항하는 면역세포로 잘 알려진 후천성 T 세포가 아닌 감마델타 T 세포의 활성에 주목하게 된 이유이다.
감마델타(γδ) T 세포는 피부나 장 같은 점막에 주로 존재하는 선천성 T 세포로 주로 스트레스받은 세포를 초기에 제거하거나 박테리아 등의 감염 시 중요한 세포로 알려지고 있다.
이에 저산소 환경을 해소해 감마델타 T 세포에 적절한 산소를 공급해, 세포의 생존을 도우면 면역반응이 정상화 될 것이라는 가설을 세웠다.
실제 감마델타 T 세포는 스트레스에 노출된 뇌종양 세포 표면에 많이 생기는 리간드(NKG2DL)를 직접 인식하는 수용체(NKG2D)가 있어 종양에 대항한 면역반응의 새로운 주체로 주목받았지만 기대만큼의 효과를 내지 못하고 있었다.
연구팀이 실제 뇌종양 생쥐모델에 뇌종양의 과도한 산소대사를 막을 화합물(메트포르민)을 감마델타 T 세포와 함께 투여하자, 면역세포의 종양조직 내 침투가 늘고 생존률이 향상되었다. 감마델타 T세포의 저산소 환경을 해소하자, 항종양 면역반응이 개선된 것이다.
연구팀은 "이번 연구결과 뇌종양 미세환경에서 γδ T 세포가 제 기능을 하지 못하는 이유가 밝혀진 한편 이를 개선할 시 γδ T 세포의 뇌종양 치료 효능이 증가하는 것을 발견했다"며 "추후 γδ T 세포를 응용한 항뇌종양 면역세포 치료제 개발의 실마리가 될 것"으로 전망했다.
감마델타 T 세포의 항 뇌종양 면역반응 기전을 규명하고 감마델타 T 세포의 면역반응을 증대시킬 방안을 제시한 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오의료기술개발사업(차세대바이오사업) 및 삼성미래기술육성재단의 지원으로 수행됐다.
