국내 연구팀, 패혈증 원인 물질의 생체 내 메커니즘 최초 발견

 

아주경제 신희강 기자 = 국내 연구진이 패혈증의 원인 물질인 박테리아 내독소가 우리 몸 안에서 어떻게 인식되고, 전달되는지를 밝혔다.

26일 미래창조과학부에 따르면 김호민 교수(한국과학기술원)․윤태영 교수(연세대) 연구팀은 박테리아 내독소에 의한 선천성 면역반응의 활성화 메커니즘을 처음으로 규명했다.

패혈증은 감염에 의해서 과도하게 활성화된 면역반응에 따른 전신성 염증반응 증후군으로 주요 원인물질이 박테리아 내독소이다. 연구팀은 박테리아 내독소가 생체 내 단백질로 전달되는 분자메커니즘을 밝혀냄으로써 내독소가 전달되는 길목을 차단해 패혈증을 치료할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다.

연구팀은 미래부 기초연구사업(개인연구, 집단연구), IBS 나노의학연구단의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 면역학 분야 국제 학술지이며, 셀(Cell) 자매지인 ‘이뮤니티 (Immunity)’ 12월 13일자에 게재됐다.

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연구팀은 박테리아 내독소와 정제된 LBP 단백질을 혼합해 바이오투과전자현미경으로 사진을 찍은 후 각각의 분자의 모양을 컴퓨터를 활용한 이미지 프로세싱을 통해 분석했다. 특히 막대모양의 LBP 단백질이 그들의 N-도메인 끝을 통해 내독소 마이셀 표면에 결합함으로써 박테리아 내독소만을 특이적으로 인식하는 것을 발견했다.

연구팀은 박테리아 내독소에 형광을 부착시킨 후 내독소 항체를 활용해 유리슬라이드 표면에 코팅시키고, 박테리아 내독소, LBP, CD14, TLR4-MD2 분자 하나하나의 동적인 움직임을 실시간으로 관찰하는 단분자 형광 시스템을 최초로 구축했다.

이를 통해 박테리아 내독소 표면에 결합한 LBP 단백질로부터 CD14 단백질이 내독소 한 분자만을 반복적으로 가져간 후 빠르게 TLR4-MD2로 전달함으로써 선천성 면역의 세포신호전달을 활성화 시키는 분자메커니즘을 최초로 규명했따.

또한 마우스 면역세포인 수지상세포를 활용하여 첨단 생물물리학적인 기법을 통해 제시한 분자메커니즘이 생체 내에서 내독소를 인식, 면역반응을 유발하는 핵심 메커니즘을 검증했다.

김호민 교수는 "이 연구성과는 박테리아 내독소가 생체 내 단백질들의 동적인 상호작용에 의해 면역세포로 전달되는 일련의 과정들을 분자수준에서 최초로 밝힌 것"이라며 "박테리아 내독소 인식 및 전달메커니즘 이해를 통하여 선천성 면역 유발 메커니즘 이해뿐만 아니라, 패혈증 예방 및 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.