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▎WuXi AppTec 콘텐츠 팀 편집  

신체가 유해한 자극을 만났을 때,염증 반응신체를 보호하는 중요한 수단입니다. 균형 잡힌 상태에서 염증은 이러한 유해 물질을 제거하고 조직 복구를 시작합니다. 그러나 염증 반응이 과도할 경우 조직 파괴 및 질병으로 이어질 수 있다. 이 과정에서 다양한면역세포중요한 역할을 하며 염증이 발생하는 동안 함께 작용합니다. 다양한 해로운 자극에 직면할 때 다양한 유형의 면역 세포가 관여하며, 이는 염증 반응의 결과에도 영향을 미칩니다.

안에,비만세포다양한 조직의 혈관과 신경 말단 주위에 분포되어 있으며 염증 반응을 유발하는 데 중요한 면역 세포 유형입니다. 비만 세포는 잠재적인 위험에 반응하여 방출되어 염증 반응을 일으키는 염증 유발 물질을 함유한 과립으로 채워져 있습니다. 많은 사람들에게서 비만세포는 겉보기에는 무해해 보이는 환경 요인에도 반응하는데, 이는 알레르기 유발 물질로 작용하여 알레르기 반응을 일으킵니다.비만 세포는 알레르기 반응 부위에서 다른 면역 세포와 어떻게 상호 작용합니까?이 질문은 대부분 답이 없습니다.

Cell지에 발표된 연구에서 독일의 막스 플랑크는면제생물학 및 후생유전학 연구소(Institute of Biology and Epigenetics)가 이끄는 연구팀은 2광자 현미경 생체 내 이미징 기술을 사용하여 살아있는 쥐 조직을 탐지했습니다.관찰됨알레르기 반응 중에 활성화되는 비만 세포 및 기타 세포의 실시간 역학. 연구팀은 그 사실을 알고 놀랐다.실제로 비만세포에는 호중구가 있습니다.

▲최근 연구에서는 비만세포(갈색)가 호중구(청록색)를 끌어당겨 포획해 세포내 구조를 형성할 수 있다는 사실이 밝혀졌다(이미지 출처: Marcus Frank & Karoline Schulz, Universitätsmedizin Rostock)

호중구는 광범위한 잠재적 위협에 신속하게 대응할 수 있는 면역 체계의 최전선 방어자입니다. 이들은 혈액 내를 순환하며 염증이 발생하면 혈관에서 염증 부위로 빠르게 이동합니다. 여기서 호중구는 침입자를 식균하거나 항균 성분을 방출하거나 "호중구 세포외 트랩"을 형성하여 포획하고 죽일 수 있습니다.병원체, 박테리아 및 곰팡이와 같은 외부 침입을 처리합니다.

그러나 호중구에 대해 과학이 알고 있는 대부분의 정보는 부상과감염모델이지만 알레르기 반응으로 인한 염증에서 호중구의 역할은 아직 잘 알려져 있지 않습니다.

▲비만세포는 체내 호중구를 포획한다(영상 출처: 참고문헌 [1])

비만세포 내의 호중구를 관찰한 후, 연구팀은 비만세포가 호중구를 포획하는 방법과 이유를 이해하고 싶었습니다. 이를 위해 연구팀은 생체외(in vitro) 세포배양을 통해 살아있는 조직에서 관찰되는 호중구 포획을 시뮬레이션하고 이 과정에 관여하는 분자 경로를 확인했다. 그들은 비만 세포가 다음과 같은 화학 물질을 방출한다는 것을 발견했습니다.류코트리엔 B4물질, 이 구성 요소는 염증 반응과 관련이 있으며 호중구는 종종 이를 사용하여 자체 군집 반응을 시작합니다. 즉 병원체를 죽이기 위해 함께 모입니다.

류코트리엔 B4를 분비함으로써 비만세포는 호중구를 유인할 수 있습니다. 호중구가 충분히 가까워지면 비만 세포는 호중구를 식균하여 액포로 들어가 세포 내 구조를 형성합니다., 연구자들은 그것을 "비만세포 세포내 트랩”。

흥미롭게도 호중구는 감염 중에 미생물을 포획하기 위해 DNA와 히스톤의 함정을 형성하는 반면, 알레르기 상태에서는 비만 세포의 함정에 빠지게 됩니다.

▲비만세포 세포내 트랩의 형성은 비만세포 탈과립과 류코트리엔 B4의 방출에 달려 있다(영상 출처: 참고문헌 [1])

연구팀은 비만세포 세포내 트랩이 인간 샘플에도 존재한다는 사실을 추가로 확인했다. 그들은 또한 포획 후 관련된 두 가지 세포 유형의 운명을 연구했으며 갇힌 호중구는 결국 죽었지만 소화되지 않은 물질은 며칠 동안 비만 세포 액포 내부에 남아 있음을 발견했습니다. 연구진은 다음과 같이 지적했다.비만세포는 호중구의 물질을 재활용하여 자체 기능과 신진대사를 향상시킬 수 있습니다. 또한 비만세포는 새로 획득한 호중구 성분의 방출을 지연시켜 추가적인 면역 반응을 유발하고 염증 및 면역 방어를 유지하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

▲연구 메커니즘 개략도(이미지 출처: 참고문헌 [1])

"비만세포와 호중구가 어떻게 함께 작용하는지에 대한 새로운 이해는 알레르기 반응과 염증에 대한 우리의 이해에 완전히 새로운 시각을 더해줍니다. 이는 보여줍니다.비만 세포는 호중구를 사용하여 자신의 능력을 강화할 수 있으며, 이는 염증이 반복적으로 발생하는 만성 알레르기에 영향을 미칠 수 있습니다.이번 연구를 주도한 Tim Lämmermann 교수는 연구원들이 인간 비만세포 매개 염증성 질환에서 이러한 상호작용을 연구하기 시작하여 이 발견이 알레르기 및 염증성 질환을 치료하는 새로운 방법으로 이어질 수 있는지 알아보기 시작했다고 말했습니다.

참고자료:

[1] 호중구 포획 및 세포 결합, 염증 신호 전달을 위한 비만 세포 매개 과정., Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.07.014