박테리아에 맞서는 폭발하는 면역 세포
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2026-06-23 22:55:36
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- 혈액 세포가 아닌 분비샘 세포인 새로운 유형의 세포독성 세포를 확인
- 분열모세포(ruptoblast)'라는 이름을 붙였는데, 이 세포는 주변의 유해 세포를 제거하는 특별한 전략을 가지고 있다. "
인간을 비롯한 포유류에서는 T 세포, 자연 살해 세포, 호중구와 같은 특수 면역 세포가 박테리아, 바이러스, 그리고 비정상 세포에 대한 표적 방어를 제공한다. 그러나 편형동물과 같은 원시 동물은 이러한 다양한 종류의 백혈구에 의존할 수 없다. 그럼에도 불구하고 이들 역시 병원균과 싸우고 세포 변이를 제거해야 하는 과제에 직면해 있다.
면역 체계의 자살 특공대
원시 면역 방어의 복잡성을 밝히기 위해 스탠포드 대학교의 추 차이(Chew Chai) 교수가 이끄는 연구팀은 재생 능력이 뛰어나 인기 있는 모델 생물인 편형동물 슈미테아 메디테라네아(Schmidtea mediterranea)를 연구했다. 연구팀은 편형동물이 백혈구와는 다른 새로운 유형의 세포독성 세포를 가지고 있을 것이라는 가설을 세웠다.
실제로 차이 교수와 연구팀은 이를 발견했다. "혈액 세포가 아닌 분비샘 세포인 새로운 유형의 세포독성 세포를 확인했다"고 연구팀은 발표했다. 연구팀은 이 세포에 '분열모세포(ruptoblast)'라는 이름을 붙였는데, 이 세포는 주변의 유해 세포를 제거하는 특별한 전략을 가지고 있다. "분열모세포는 파열(ruptosis)이라고 불리는 폭발적인 세포 사멸을 겪는다"며, "이 과정에서 강력한 세포독성 물질이 방출된다"고 연구팀은 설명했다.
만성 호르몬이 촉매 역할을 한다
추가 실험을 통해 방출된 세포독소가 주변 세포를 몇 분 안에 사멸시킨다는 사실이 밝혀졌다. 이 전면적인 공격은 편형동물 자신의 세포뿐만 아니라 박테리아, 심지어 인간 신장암 세포를 포함한 포유류 세포까지 제거한다. 연구진이 다른 편형동물의 조직을 이식했을 때, 파열 세포도 터지면서 인간의 백혈구 거부 반응과 유사한 강력한 거부 반응을 일으켰다. 그러나 유전적으로 파열 세포를 제거한 편형동물에 이식했을 때는 거부 반응이 나타나지 않았다. 동시에 박테리아에 대한 방어력은 약해졌다.
연구진은 편형동물의 일종의 신호 전달 물질인 액티빈이라는 호르몬이 파열 세포의 자멸을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 차이 연구팀은 "액티빈은 편형동물의 재생, 번식, 조직 항상성을 조절한다"며, "따라서 이 호르몬의 수치는 정밀하게 조절되고 안정적으로 유지되어야 한다"고 설명했다. 세균 감염이나 조직 이식 시, 액티빈 수치가 급격히 상승하여 파열된 세포들의 자멸 프로그램을 활성화시킨다. 수초에서 수분내에 파열된 세포의 소포체에서 칼슘이 방출되고, 이로 인해 세포가 곧 파열된다.
고대 진화적 기원
이 과정은 극단적이고 통제되지 않은 것처럼 보이지만, 실제로는 정교하게 조절된다. 세포독성 물질의 확산은 국소적으로 유지되며, 독소 잔류물은 15분 이내에 자연적으로 분해된다. 액티빈에 의해 활성화되지 않은 상태에서 파열된 세포가 단순히 기계적으로 파괴되면 치명적인 독소를 방출하지 않는다. 연구자들에 따르면, 이러한 액티빈의 조절은 생물학적으로 매우 유리한데, 그 이유는 액티빈이 다른 여러 기능도 수행하기 때문이다. 액티빈 수치가 불균형해지면 면역 체계는 원인을 찾기 위해 오랜 시간을 허비할 필요 없이 즉시 결정적인 조치를 취할 수 있다.
"이번 연구 결과는 호르몬 신호를 폭발적인 면역 반응과 직접 연결하는 완전히 새로운 전략을 밝혀냈다"고 연구진은 밝혔다. 초파리부터 포유류에 이르기까지 고등 동물에서는 파열모세포를 발견하지 못했지만, 이 세포 유형은 원시 동물에서 널리 분포하는 것으로 보인다. "이는 파열모세포의 고대 진화적 기원을 시사한다"고 연구팀은 설명한다. "이번 연구는 감염에 대한 자연의 방어 방식이 얼마나 다양한지를 보여주며, 궁극적으로 인체 내 유해 세균이나 결함 세포를 표적으로 하는 세포 치료법 개발에 새로운 가능성을 열어줄 수 있을 것이다.“
출처: Chew Chai (스탠퍼드 대학교, 캘리포니아, 미국) 외, Cell, doi: 10.1016/j.cell.2026.05.008
- 혈액 세포가 아닌 분비샘 세포인 새로운 유형의 세포독성 세포를 확인
- 분열모세포(ruptoblast)'라는 이름을 붙였는데, 이 세포는 주변의 유해 세포를 제거하는 특별한 전략을 가지고 있다. "
박테리아에 맞서는 폭발하는 면역 세포
자기 파괴를 통한 방어:
연구진은 편형동물에서 박테리아와 싸우는 특이한 면역 세포를 발견했다. 이 세포는 스스로 파열하여 박테리아를 파괴한다. 이른바 파열모세포(ruptoblast)라고 불리는 이 세포는 독소를 방출해 주변 세포를 거의 즉시 파괴한다. 원시 생물에서 흔히 볼 수 있는 이 메커니즘은 인간을 위한 새로운 치료법 개발에 영감을 줄 수 있다.
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| ▲ 폭발하는 파열 세포는 주변 세포를 파괴하는데, 그 세포가 박테리아, 포유류 또는 편형동물 자체에서 유래했는지 여부는 중요하지 않다. 사진: © AI 생성 (ChatGPT) |
인간을 비롯한 포유류에서는 T 세포, 자연 살해 세포, 호중구와 같은 특수 면역 세포가 박테리아, 바이러스, 그리고 비정상 세포에 대한 표적 방어를 제공한다. 그러나 편형동물과 같은 원시 동물은 이러한 다양한 종류의 백혈구에 의존할 수 없다. 그럼에도 불구하고 이들 역시 병원균과 싸우고 세포 변이를 제거해야 하는 과제에 직면해 있다.
면역 체계의 자살 특공대
원시 면역 방어의 복잡성을 밝히기 위해 스탠포드 대학교의 추 차이(Chew Chai) 교수가 이끄는 연구팀은 재생 능력이 뛰어나 인기 있는 모델 생물인 편형동물 슈미테아 메디테라네아(Schmidtea mediterranea)를 연구했다. 연구팀은 편형동물이 백혈구와는 다른 새로운 유형의 세포독성 세포를 가지고 있을 것이라는 가설을 세웠다.
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| ▲ 연구 개요도(출처: Online nowJune 02, 2026 / Explosive cytotoxicity of ruptoblasts bridges hormone surveillance and immune defense) |
실제로 차이 교수와 연구팀은 이를 발견했다. "혈액 세포가 아닌 분비샘 세포인 새로운 유형의 세포독성 세포를 확인했다"고 연구팀은 발표했다. 연구팀은 이 세포에 '분열모세포(ruptoblast)'라는 이름을 붙였는데, 이 세포는 주변의 유해 세포를 제거하는 특별한 전략을 가지고 있다. "분열모세포는 파열(ruptosis)이라고 불리는 폭발적인 세포 사멸을 겪는다"며, "이 과정에서 강력한 세포독성 물질이 방출된다"고 연구팀은 설명했다.
만성 호르몬이 촉매 역할을 한다
추가 실험을 통해 방출된 세포독소가 주변 세포를 몇 분 안에 사멸시킨다는 사실이 밝혀졌다. 이 전면적인 공격은 편형동물 자신의 세포뿐만 아니라 박테리아, 심지어 인간 신장암 세포를 포함한 포유류 세포까지 제거한다. 연구진이 다른 편형동물의 조직을 이식했을 때, 파열 세포도 터지면서 인간의 백혈구 거부 반응과 유사한 강력한 거부 반응을 일으켰다. 그러나 유전적으로 파열 세포를 제거한 편형동물에 이식했을 때는 거부 반응이 나타나지 않았다. 동시에 박테리아에 대한 방어력은 약해졌다.
연구진은 편형동물의 일종의 신호 전달 물질인 액티빈이라는 호르몬이 파열 세포의 자멸을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 차이 연구팀은 "액티빈은 편형동물의 재생, 번식, 조직 항상성을 조절한다"며, "따라서 이 호르몬의 수치는 정밀하게 조절되고 안정적으로 유지되어야 한다"고 설명했다. 세균 감염이나 조직 이식 시, 액티빈 수치가 급격히 상승하여 파열된 세포들의 자멸 프로그램을 활성화시킨다. 수초에서 수분내에 파열된 세포의 소포체에서 칼슘이 방출되고, 이로 인해 세포가 곧 파열된다.
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| ▲ 액티빈(ACT-2)을 첨가한 직후, 파란색으로 물든 파열 폭발이 일어난다. 이 과정에서 방출된 독소는 주변의 박테리아(빨간색)를 모두 죽인다. — © Benyamin Rosental |
고대 진화적 기원
이 과정은 극단적이고 통제되지 않은 것처럼 보이지만, 실제로는 정교하게 조절된다. 세포독성 물질의 확산은 국소적으로 유지되며, 독소 잔류물은 15분 이내에 자연적으로 분해된다. 액티빈에 의해 활성화되지 않은 상태에서 파열된 세포가 단순히 기계적으로 파괴되면 치명적인 독소를 방출하지 않는다. 연구자들에 따르면, 이러한 액티빈의 조절은 생물학적으로 매우 유리한데, 그 이유는 액티빈이 다른 여러 기능도 수행하기 때문이다. 액티빈 수치가 불균형해지면 면역 체계는 원인을 찾기 위해 오랜 시간을 허비할 필요 없이 즉시 결정적인 조치를 취할 수 있다.
"이번 연구 결과는 호르몬 신호를 폭발적인 면역 반응과 직접 연결하는 완전히 새로운 전략을 밝혀냈다"고 연구진은 밝혔다. 초파리부터 포유류에 이르기까지 고등 동물에서는 파열모세포를 발견하지 못했지만, 이 세포 유형은 원시 동물에서 널리 분포하는 것으로 보인다. "이는 파열모세포의 고대 진화적 기원을 시사한다"고 연구팀은 설명한다. "이번 연구는 감염에 대한 자연의 방어 방식이 얼마나 다양한지를 보여주며, 궁극적으로 인체 내 유해 세균이나 결함 세포를 표적으로 하는 세포 치료법 개발에 새로운 가능성을 열어줄 수 있을 것이다.“
출처: Chew Chai (스탠퍼드 대학교, 캘리포니아, 미국) 외, Cell, doi: 10.1016/j.cell.2026.05.008
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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