【미국 텍사스주 휴스턴】 로버트우드존슨의대(UMDNJ) 분자유전학·미생물학·면역학 유팡 쉬(Yufang Shi) 교수는 만성 생리학적 스트레스 후에 나타나는 면역부전이나 장기 위축에서는 다양한 세포과정에 관여하는 단백질 오스테오폰틴(OPN)이 중요한 역할을 하며, OPN의 작용으로 질환에 대한 감수성이 증가한다고 Proceedings of the National Academy of Sciences, USA(PNAS, 2007; 104: 14777-14782)에 발표했다.
쉬 교수는 “중력이 거의 없이 생활하는 우주비행사 등 오랜기간 신체적 스트레스를 받은 다음에는 질환과 싸우는 임파구의 사멸률이 높아지고 면역계 장기(흉선, 비장, 림프절이나 골수 등)의 중량이 줄어들고 위축되기 시작한다”고 지적했다.
그러면서 “스트레스를 받은 면역계에서의 임파구 사멸 메커니즘을 밝혀냄으로써 정상적인 면역계를 유지시키는 치료법을 개발할 수 있을 것으로 생각한다. 우주나 임상 현장에서 악성종양이나 감염증을 예방·치료하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.
우주비행이나 오랜기간의 생리학적 스트레스가 면역계를 변화시킨다고 알려져 있지만, 지금까지 면역계 장기의 스트레스 반응에서 OPN의 역할을 조사한 연구는 없었다.
우주에서 체류하는 비행사에서 감염률이 높아진다는 사실이 밝혀져 있는 가운데 교수팀은 우주비행이 면역계에 미치는 영향을 검토하기 위해 동물을 이용해 우주비행 상태를 가상실험했다.
그 결과, 감염과 싸우는 대량의 백혈구가 부자연스럽게 사멸하고 면역계 장기의 위축이나 질환으로부터 신체를 보호하는 면역능이 낮아지는 것으로 나타났다.
코르티코스테론치 상승
쉬 교수는 OPN 유전자가 정상 마우스군과 결손 마우스군의 2개군을 대상으로 3일간의 뒷다리 부유(hindlimb suspension)를 통해 조사했다.
이것은 우주비행사가 우주비행 중에 경험하는 생리학적 변화를 확인하는 목적으로 널리 이용되는 방법. 이를 통해 무중력과 동일한 같은 체액 이동(팔다리가 아니라 머리로 이동)이 발생해 면역계에 변화가 일어난다.
부유시키지 않는 마우스를 대조군으로 하여 3일 후 OPN 정상 마우스군과 OPN결손 마우스군을 비교했다. 그 결과, OPN정상 마우스군에서는 체중감소, 흉선과 비장의 위축과 백혈구수의 감소가 나타났다.
또한 OPN 정상 마우스군에서만 백혈구의 사멸에 기여하는 스테로이드인 코르티코스테론치가 높아졌다. 한편 OPN결손 마우스군에서는 체중이나 코르치코스테론치의 변화는 통계학적으로 유의하지는 않았으며 거의 대조군과 같았다.
비장이나 흉선에서의 백혈구 사멸은 OPN 정상 마우스군에서만 나타났고 백혈구수가 증가하지 않고 사멸한 사실은 장기간 육체적 스트레스하에서 면역계 장기가 위축되는 요인의 단면을 보여준다.
교수는 “만성적인 신체적 스트레스하에서는 OPN는 코르티코스테론치를 상승시킴으로써 면역계 장기의 위축이나 백혈구 사멸이 발생한다”고 결론내렸다.
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