한양대학교 생명과학과 최제민 교수 연구팀이 연세대학교 시스템 생물학과 정효빈 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 미분화 T 토토사이트 대도시의 아형과 기능을 최초로 규명했다고, 한양대가 10일 밝혔다. 이번 연구는 면역항암제 반응성과 자가면역질환, 감염 등 염증성 질환의 진단 및 치료에 새로운 가능성을 제시했다.

면역계를 구성하는 주요 토토사이트 대도시 중 하나인 T 토토사이트 대도시는 특정 항원을 만나기 전까지 정지(quiescent) 상태를 유지하며, 이 단계를 미분화 T 토토사이트 대도시(Naive T cell)라고 한다. 기존에는 이 미분화 T 토토사이트 대도시를 직접적인 기능이 없는 단일토토사이트 대도시 군집으로 간주했고, 기존 질병의 치료 및 병인 기전을 연구하는 측면에서 관련 연구도 미비한 실정이었다.

연구팀은 사람과 생쥐에서 공통적으로 존재하는 미분화 CD4 T 세포의 특정 아형을 심층적인 면역학 실험과 단일세포 오믹스 분석을 통해 최초로 밝혀냈다. 연구 결과, 해당 아형은 사이토카인 자극에 의해 말초에서 형성되며, 제1형 보조 T 세포(Type 1 helper T cell, Th1)로 분화하는 특징을 지니는 것으로 나타났다. 이에 따라 연구팀은 이 세포를 ‘TN1(Th1-poised naive)’ 세포로 명명했다.

활성화된 TN1 토토사이트 대도시는 Th1 토토사이트 대도시로 분화하는 능력이 뛰어나 항암 면역 기능을 효과적으로 수행하는 것으로 확인됐다. 실제로 암 환자의 혈액 샘플을 분석한 결과, TN1 토토사이트 대도시의 비율이 높을수록 면역항암제(anti-PD-1) 치료에 대한 반응성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 자가면역질환인 다발성 경화증 환자에게서 TN1 토토사이트 대도시가 유의미하게 증가했으며, 코로나19 환자의 경우 질병 진행 정도와도 높은 연관성을 보였다. 특히 연구팀은 단일토토사이트 대도시 전사체 분석을 통해 기존의 효과기 T 토토사이트 대도시(effector T cell) 및 기억 T 토토사이트 대도시(memory T cell)보다 미분화 T 토토사이트 대도시 군집이 질병 면역반응에 더욱 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다.

이번 연구는 미분화 T 토토사이트 대도시가 단순히 동질적인 군집이 아니라, 이전에 경험한 면역 반응에 따라 다양한 기능적 특성을 가질 수 있음을 보여주었다는 점에서 중요한 의미를 갖는다.

연구를 주도한 최 교수는 “미분화 T 세포는 단순히 하나의 동질적 군집이 아니라 이전에 경험한 다양한 면역 반응을 반영하여 이질성 (heterogeneity)을 획득할 수 있다”며 “향후 이러한 미분화 T 세포에 남겨진 면역 반응의 흔적들에 대한 심도 있는 연구를 통해 질병의 바이오마커 혹은 치료 표적으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구지원사업, 국가신약개발사업단, 신진연구사업, 대학중점연구소의 지원을 받아 수행됐으며, 국제학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)에 2월 25일 자로 게재됐다. 해당 논문 「Th1-poised naive CD4 T cell subpopulation reflects anti-tumor immunity and autoimmune disease」는 한양대 윤재원 박사과정생, 조수경 박사과정생, 서울대 김경민 박사과정생이 제1저자로 참여하고, 한양대 최제민 교수, 연세대 정효빈 교수가 교신저자로 참여했다.