사람의 선천 면역계에 속하는 단백질 NLRP11 유전자가 백혈구에게 외부 이물질을 공격하도록 지시하는 역할을 하는 것으로 나타났다.
미국 로스앤젤레스의 시더스 사이나이(Cedars-Sinai) 메디컬센터 연구 결과에서다. 연구팀은 LRP11 유전자가 염증 반응의 활성화에 도움을 준다고 밝혔다.
지금까지 인체에는 단백질 NLRP 유전자가 NLRP1부터 NLRP14까지 있는 것으로 존재가 알려져 있다. 하지만 그 정확한 역할은 아직 제대로 규명되지 못했다.
인체의 ‘염증 조절 복합체’ 인플라마좀(inflammasomes)의 형성에는 NLRP 1, 3, 6, 7, 12가 관여하는 것으로 알려져 있었다.
따라서 NLRP11의 역할 규명은 의학이 인체에 도움이 되거나 손해를 끼칠 수 있는 생물학적 과정을 이해하는 데 더 바짝 다가서게 했다는 평가를 받고 있다.
연구의 공동 저자인 크리스천 스테흘리크(Christian Stehlik) 박사(병리학)는 “만성 염증은 많은 질병의 근본 원인이므로, 염증이 발생 및 조절과 관련된 분자 메커니즘을 연구하면 매우 폭넓게 적용될 수 있는 대상을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다.
연구팀에 의하면 면역 체계는 몸 안에서 박테리아, 바이러스, 독소 또는 기타 이물질을 감지하면 백혈구를 보내 그 원치 않는 이물질을 에워싸고 화학물질로 공격한다.
이 반응은 염증을 일으키며, 신체는 스스로 치유되면서 영향을 받은 부위에 발적, 통증, 화끈거림, 부기를 일으킨다. 이 방어적인 반응은 뜻밖에 오래 지속돼 만성 염증이 나타나는 경우도 적지 않다. 또한 이 때문에 면역 체계가 실수로 건강한 세포를 공격해 자가면역 질환을 초래하기도 한다.
연구의 공동 저자인 안드레아 도르플로이트너(Andrea Dorfleutner) 박사(생의학·병리학)는 “급성 염증은 감염을 뿌리뽑고 상처를 치유하는 데 필요하고 유익하나, 만성 염증은 오랜 기간 통제가 안 될 경우 해롭고 인체의 장기와 조직을 손상시킬 수 있다”고 설명했다.
그녀는 NLRP11 유전자의 발현에 영향을 미치면, 염증 반응을 조절하고 만성 염증을 예방할 수 있을 것으로 기대했다.
연구팀은 ‘유전자 가위’로 통하는 크리스퍼/카스9(CRISPR/Cas9)이라는 유전자 편집시스템을 이용해 대식세포라고 불리는 사람 백혈구에서 유전자를 제거하거나 유전자 돌연변이를 끼워넣었다.
연구팀이 NLRP11을 제거했을 때에는 NLRP3 인플라마솜(inflammasome, 염증 조절 복합체)이라는 면역계 센서가 활성화돼 염증 반응의 시작을 막는 것으로 나타났다.
또 연구팀이 NLRP11 유전자를 복원했을 땐 NLRP3 인플라마솜이 공격 신호를 보내 전형적인 염증 과정을 일으키는 것으로 나타났다.
이런 현상이 생쥐에서는 나타나지 않았기 때문에, 연구팀은 NLRP11 유전자에 특히 초점을 맞추기로 했다. 그리고 이 유전자가 사람에게 존재하는 복잡한 면역 체계에 필수적이라는 가설을 세우게 됐다.
이번 연구 결과로 종전에는 불가능했던 새로운 전략을 찾아내 염증을 표적으로 삼을 수 있게 됐다고 연구팀은 말했다.
이 연구 결과(LRP3 licenses NLRP11 for inflammasome activation in human macrophages)는 ≪네이처 면역학(Nature Immunology)≫에 실렸고 미국 건강의학 매체 ‘메디컬 익스프레스(MedicalXpress)’가 소개했다.