생명과학과 배용수 교수 연구팀, 강력한 항암면역의 새로운 수지상세포 발견

- 인터류킨-33을 이용한 면역원성이 강화된 수지상세포 분화 규명

▲ 생명과학과 배용수 교수(왼쪽), 강명호 박사과정생(오른쪽)

생명과학과 배용수 교수 연구팀은 종양성장을 효과적으로 억제할 수 있는 면역원성이 강화된 수지상세포가 인터류킨-33에 의해 새롭게 분화됨을 발견하고 그 분화기전을 규명했다고 밝혔다.

수지상세포는 병원체 또는 외부항원을 포획한 뒤, T세포에 항원을 제시하여 항원 특이적 면역반응을 유도하는 강력한 항원제시세포이다. 수지상세포 중에서도 제1형 수지상세포*(이하 cDC1)가 세포독성 T임파구의 활성을 효과적으로 유도하는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 특징으로 인해 수지상세포는 오랜 기간 항암 세포치료제로의 개발 가능성을 두고 연구되어왔다. 그러나 실제 임상에서 기대만큼 항암 면역 유도능이 높지 않아 지금까지도 면역원성을 높이는 것이 학계에서는 과제로 남아있다.

* 제1형 수지상세포: 세포독성 T세포 활성을 높이는 수지상세포 아군

인터류킨-33은 조직손상 시 손상부위 회복을 위해 분비되는 사이토카인으로 암성장에 대해서는 오랫동안 상반된 연구결과가 보고되어왔다. 이런 가운데 최근 IL-33 이 cDC1을 매개로 항종양면역반응을 유도한다는 연구가 발표되었다. 그러나 인터류킨-33의 자극을 받은 cDC1의 특성 및 분화기전에 대해서는 전혀 알려진 바가 없어 이를 규명한다면 면역원성이 강화된 새로운 수지상세포 암백신으로 개발이 가능할 것으로 예상하였다.

▲ 인터류킨-33에 의한 고 면역원성 수지상세포의 분화 및 항암면역

연구팀은 인터류킨-33을 직접 생쥐에 투여하여 체내에서 분화된 수지상세포와 인터류킨-33을 이용하여 실험실에서 분화시킨 수지상세포의 여러 가지 특성이 유사하며 유세포분석, 전사체 분석 등을 통해 면역원성의 증가, 세포독성 T세포 유도능의 증가 및 항종양면역반응 촉진 효과 등이 동일함을 검증하였다.

이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 실험실 분화과정에서 인터류킨-33이 수지상세포 분화에 직접 작용하지 않고 수지상세포와 함께 존재하는 호염구(basophil)를 자극하여 특정 분화인자들을 분비하게 하고 이 인자들이고 시간차를 두고 면역원성 cDC1의 분화를 주도한다는 새로운 기전을 규명하였다. 또한 마우스 수지상세포뿐 아니라 유사한 기전으로 인체 단핵구 유래 수지상세포 암백신의 면역원성도 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

▲ 인터류킨-33에 의한 면역원성 수지상세포 백신효과 분석

배용수 교수는 “기존 수지상세포 암백신 효능강화 연구는 분화가 완료된 세포에 다양한 면역증강제를 처리하여 면역원성을 높이는데 초점을 맞춘 반면, 이번 연구에서는 혈액 줄기세포 분화단계에서 제3의 면역세포 존재 하에 인터류킨-33을 처리하여 새로운 고 면역원성 수지상세포로의 분화를 유도한 것”이라며 “실험용 동물뿐 아니라 인체 단핵구 유래 수지상세포 분화에서도 유사한 결과를 얻었기에 이러한 분화기술을 인체 수지상세포 암백신 제작에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 SRC 선도연구센터(비임파성장기면역연구센터) 과제로 수행되었으며 연구결과는 면역학 분야 국제학술지 Cellular and Molecular Immunology(IF: 24.1)에 지난 5월 29일 온라인으로 게재되었다.

※ 논문명: Discovery of highly immunogenic spleen-resident FCGR3+CD103+ cDC1s differentiated by IL-33-primed ST2+ basophils