POSTECH “난치성 과민 면역질환 발병과 진행 멈춘다”

POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 생명과학과 연구팀, 이뮤노바이옴㈜ 공동 연구팀이 효모로부터 추출한 다당체 혼합물을 투여했을 때, 자가면역질환과 같은 과민 면역 질환의 발병과 진행을 억제하는 사실을 밝혔다.

염증성 장 질환인 크론병과 궤양성 대장염 환자의 국내 발병 숫자는 2019년 기준으로 각각 약 1만8000명, 3만7000명으로 10년 동안 약 2.3배 증가하고 있다. 

자가면역질환인 다발성경화증은 국내에 환자 수가 약 2500여 명이 있는 희귀 난치성 질환으로서 두 가지 질환 모두 인체 면역체계의 이상으로 발병하는 염증성 난치병이다. 

염증성 장 질환과 다발성경화증의 정확한 발병 원인은 여전히 밝혀져 있지 않으며 유전적인 요인들과 함께 환경적인 요인이 영향을 미칠 것으로 추정하고 있다.

이 질환들의 발병과 진행에는 단핵구, 대식세포, 수지상세포, T세포 등 다양한 면역세포가 관여하지만, 특히 T세포가 중추적인 역할을 하고 있다. 

현재 임상에서 사용되는 이 질환들의 치료제는 전체적인 염증 반응을 억제하는 제제가 사용되고 있으나 이는 감염에 취약해지는 등의 큰 부작용이 있으며 아직까지 효율적인 치료제는 없는 상황이다.

POSTECH 연구진과 이뮤노바이옴 ㈜ 공동 연구팀은 면역체계 발달 및 조절 작용에 큰 영향을 미치는 마이크로바이옴, 그리고 이들로부터 유래하는 활성 물질에 주목했다. 

공동 연구팀은 인체 공생 미생물 중 하나인 효모에서 특정 다당체를 분리한 후 이들의 항염증 효능을 1차적으로 관찰한 후 다시 고성능 액체크로마토그래피와 핵자기공명 기법을 활용해 다당체의 구성 성분과 화학 구조를 밝혔고 이를 토대로 MGCP(Mannan/β-1,6-Glucan containing polysaccharides)라고 명명했다.

염증성 장 질환과 다발성경화증에 대한 실험 생쥐 모델을 활용한 연구를 통해 MGCP를 투여한 생쥐에서는 염증성 세포인 1형 도움 T세포(T helper type 1 cell, 이하 Th1 세포)의 생성을 억제했다. 

반면에 항염증 기능을 갖는 조절 T세포(Regulatory T cell, 이하 Treg 세포)의 생성을 유도해 염증성 질병의 진행을 선택적으로 억제했다. 

MGCP에 의한 면역 억제 반응의 작용 기전이 각각 수지상세포에서 발현하는 두 가지 다른 선천성 면역 수용체인 TLR2와 Dectin1에 매개되는 것을 확인했다.

한편, 이번 연구에서는 면역 증강을 유도하면서 동시에 과민 면역 억제의 기능을 지니는 것으로 알려진 ‘베타 글루칸(β-glucan)’에 대한 면역학적으로 풀지 못한 질문에 명쾌한 해법을 제시하고 있다. 

연구팀은 지금까지 알려진 베타 글루칸의 면역 반응 증강 효과가 β-1,3-glucan에 의한 효과임을 밝히고 MGCP를 구성하는 β-1,6-glucan은 과민 면역 억제 효과가 있음을 발견했다. 

이러한 연구 결과는 특정 구조의 베타 글루칸을 면역 증강 또는 항염증 반응 유도제로 적용할 수 있음을 보여준다. 활성 물질을 바탕으로 차세대 마이크로바이옴 치료제로 개발로도 기대할 수 있다.

이번 연구는 잘 알려지지 않았던 다당체의 화학적 구조에 따라 면역학적 효능이 결정된다는 것을 밝혔으며 염증성 질환을 효과적으로 억제하는 새로운 다당체 MGCP를 발견했다는 데 의의가 있다.

임신혁 교수는 “MGCP 투여를 통해 염증성 T세포를 선택적으로 억제할 수 있음을 증명했다”며 “앞으로 부작용이 없고, 선택적으로 염증 반응을 억제할 수 있는 새로운 항염증 치료법 마련에 큰 전기가 마련될 것으로 기대된다”고 말했.

연구성과는 저명 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 14일자 온라인판에 게재됐다.