세균의 내독소, 우리 몸속에서 어떻게 움직일까?

2016.12.26 18:00

※바쁜 분들을 위한 3줄 요약

1. 세균의 내독소 때문에 생기는 패혈증은 증상 완화만이 가능할 뿐 근본적인 치료제가 없어 문제였다.

2. 김호민 KAIST 의과학대 교수팀이 최신 이미징 기술을 활용, 내독소가 어떤 과정을 거쳐 면역세포로 전달되는지 알아냈다.

3. 이번 연구 결과가 패혈증 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

 

 

 

GIB 제공
GIB 제공

패혈증은 사람이 세균에 감염된 뒤 온 몸에 염증 반응이 나타나는 질병이다. 치사율이 30~70%에 달하는 무시무시한 질병이지만 증상을 완화하는 치료만 가능할 뿐 아직 근본적인 치료법이 없어 문제가 되고 있다.

 

김호민 KAIST 의과학대 교수팀이 패혈증을 치료할 수 있는 새로운 가능성을 26일 발표했다. 패혈증의 원인 물질인 내독소가 체내로 어떻게 전달되는지 밝혀낸 것이다. 이 길목을 차단하면 패혈증을 치료할 수 있을 것으로 기대된다.

 

김 교수팀은 최신 이미징 기술을 활용해 내독소가 어떤 과정을 거쳐 면역세포로 전달되는지 알아냈다. ‘단분자 형광기법’을 활용해 분자의 움직임을 관찰하는가 하면, 투과전자현미경 기법을 사용해 단백질의 2~3차원 구조를 관찰했다.

 

그 결과, 연구팀은 둥그런 구 모양인 마이셀을 이루고 있던 내독소가 LBP와 CD14라는 단백질을 만나면서 면역 세포에게로 이동한단 사실을 알아냈다.

 

연구팀은 이미징 기술로 촬영한 사진을 분석해 내독소에 결합하는 단백질의 구조와 역할을 밝히기도 했다. LBP 단백질은 막대 모양으로, 세균의 내독소에만 달라 붙는 특징이 있었다. 한편 CD14는 LBP에 붙어있는 내독소를 한 분자씩 빼앗아 면역세포에게로 전달하는 역할을 했다.

 

연구팀은 세균의 바깥 세포막에 있는 ‘내독소’가 면역세포의 표면에 있는 수용체에 결합해 면역 반응을 일으킨단 사실에 착안해 연구를 시작했다. 내독소가 체내로 많이 들어갈수록 염증반응이 더 많이 일어났던 것이다. 하지만 내독소가 우리 몸으로 들어간 뒤 일어나는 반응을 분자수준에서 관찰한 적은 없었다.

 

김 교수는 “이번 연구는 세균의 내독소가 체내 단백질들과 어떻게 상호작용 하는지 분자수준에서 최초로 밝힌 것”이라며 “이를 통해 선천성 면역반응이 일어나는 과정을 이해하고 더 나아가 패혈증 예방 및 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

  

세균 중
세균 중 '그람음성균'에 속하는 것들은 표면에 내독소를 갖고 있다.
내독소는 우리 몸 속에서 독소로 작용해 면역세포를 자극한다. - 김호민 교수 제공

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