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- 브런코, 램스델, 사카구치는 우리 모두가 자가면역 질환을 앓는 것은 아닌 이유와 면역 체계가 T 세포를 어떻게 조절하는지 밝혀냈다

말초 면역 관용 발견자에게 노벨 의학상 수여
조절 T 세포가 자가면역 질환을 예방하는 방법

2025년 노벨 의학상은 우리 면역 체계가 자신의 세포와 조직을 공격하는 것을 막는 메커니즘인 말초 면역 관용을 발견한 연구자들에게 수여된다. 메리 브런코, 프레드 램스델, 시몬 사카구치는 조절 T 세포와 관련 유전자 Foxp3가 이 조절 메커니즘의 핵심 요소임을 밝혔다. 이들의 발견은 면역 체계가 아군과 적군을 어떻게 구별하는지 이해하는 데 도움을 주었으며, 동시에 새로운 치료법의 가능성을 열어주었다. 

▲ 2025년 노벨 의학상 수상자 3명은 조절 T 세포와 자가면역 질환 예방에 있어서의 역할을 발견했다. © Nobelprize.org

우리의 면역 체계는 매일 수천 개의 병원체로부터 우리를 보호한다. 다양한 특성에도 불구하고, 면역 체계는 침입자를 외부 물질로 인식하고 자신의 세포와 구별하는 데 성공한다. 면역 체계의 T 세포가 이 과정에서 중요한 역할을 한다는 것은 오래전부터 알려져 왔다. 이러한 방어 세포는 흉선과 림프절에서 다단계 훈련을 거치며, 이 과정에서 "적"의 특징을 인식하는 법을 배우는데, 이 과정을 중추 관용이라고 한다.

특별한 종류의 T 세포

하지만 올해 노벨상 수상자 세 명이 발견했듯이, 이것이 전부는 아니다. 1980년대 오사카 대학교의 시몬 사카구치는 면역 체계에 T 세포를 억제하는 또 다른 요소가 있을 것이라고 추측했다. 흉선에서 중추적인 훈련을 받는 동안, 훈련이 충분하지 않은 몇몇 방어 세포가 항상 남아서 자신의 조직을 공격할 수도 있기 때문이다.

사카구치는 생쥐를 대상으로 한 실험을 통해 자신의 가설을 입증했다. 그는 흉선이 있는 어린 생쥐의 성숙 또는 미성숙 T 세포를 흉선이 없는 생쥐에게 이식했다. 그는 흉선이 없는 생쥐에게 미성숙 T 세포를 투여했을 때는 자가면역 질환이 발생했지만, 성숙한 T 세포를 투여했을 때는 그렇지 않았다는 것을 발견했다.

▲ 시몬 사카구치는 생쥐 실험을 통해 이전에는 알려지지 않았던 유형의 T 세포가 존재한다는 것을 발견했다. 이 세포들은 흉선이 없는 생쥐를 자가면역 질환으로부터 보호했다. © Nobelprize.org

이러한 T 세포에 대한 면밀한 분석을 통해 이미 알려진 T 킬러 세포와 T 헬퍼 세포 외에도 추가적인 표면 특성을 가진 여러 변이체가 존재함을 발견했다. CD4 헬퍼 세포 외에도 이 T 세포들은 세포 표면에 CD25 단백질을 가지고 있었다. 생쥐 실험 결과, 이 T 세포들은 다른 면역 세포에 대해 활성화 효과보다는 억제 효과를 갖는 것으로 나타났다.

그의 관점에서, 이것이 자가면역 질환으로부터 우리를 보호하고 충분히 훈련되지 않은 킬러 T 세포의 활동을 억제하는 데 필요한 요소였다. 따라서 사카구치는 이 세포들을 조절 T 세포라고 명명했다. 하지만 여전히 의문은 남아 있었다.

Foxp3 유전자와 면역 조절

다음으로 중요한 단계는 당시 워싱턴 주에 있는 생명공학 회사인 셀테크 카이로사이언스(Celltech Chiroscience)에서 근무하던 메리 브런코(Mary Brunkow)와 프레드 램스델(Fred Ramsdell)이 맡았다. 1990년대 후반, 그들은 특정 생쥐가 자가면역 질환에 특히 취약한 이유를 연구했다. 장기간의 유전자 분석을 통해 그들은 어떤 유전자 돌연변이가 이러한 취약성을 유발하는지 알아내려고 노력했다.

2001년, 두 연구원은 금상첨화였다. X 염색체 중간에서 Foxp3 유전자를 발견한 것이다. 이 유전자는 생쥐의 자가면역 질환뿐만 아니라 인간의 희귀 자가면역 질환인 IPEX 증후군의 원인으로 밝혀졌다. 그렇다면 이 유전자 돌연변이는 감염된 환자의 과도하게 공격적인 T 세포와 어떻게 연관되어 있을까? 그리고 사카구치의 연구 결과와는 어떤 관련이 있을까?

▲ 조절 T 세포는 다른 면역 세포가 자기 항원에 잘못 반응할 때 이를 감지하여 억제 전달 물질을 분비한다. © Nobelprize.org

2년 후, 시몬 사카구치는 이 질문에 대한 답을 찾아냈다. 그는 Foxp3 유전자가 자신이 이전에 발견했던 조절 T 세포의 발달을 조절한다는 것을 증명했다. 이 유전자에 결함이 있으면 조절 T 세포와 다른 면역 세포를 감시하고 자신의 조직을 공격하지 못하도록 막는 조절 T 세포가 모두 소실된다. 사카구치가 발견했듯이, 이 조절 T 세포는 미생물 침입에 성공적으로 맞서 싸운 후 면역 세포가 휴면 상태로 돌아가도록 돕는다.

획기적인 자가면역 연구와 새로운 치료법

브런코, 램스델, 사카구치는 우리 모두가 자가면역 질환을 앓는 것은 아닌 이유와 면역 체계가 T 세포를 어떻게 조절하는지 밝혀냈다. 이들의 연구 결과는 말초 관용 현상을 규명하여 암과 자가면역 질환에 대한 새로운 치료법의 길을 열었다.

노벨 위원회 위원장인 올레 캄페(Olle Kämpe)는 "이들의 발견은 면역 체계의 작동 방식과 우리 모두가 심각한 자가면역 질환을 앓지 않는 이유를 이해하는 데 매우 중요했다"고 말했다.
출처: Nobelprize.org

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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