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천식 발생과정 밝히는 ‘폐세포 지도’ 나왔다

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천식 발생과정 밝히는 ‘폐세포 지도’ 나왔다

2019.06.24 05:19
네이처 메디신 제공
네이처 메디신 제공

 

천식이 일어나는 과정을 세포 단위에서 밝히고 신약 개발에 도움을 줄 ‘인간 폐세포 지도’가 처음으로 작성됐다. 콧속과 기관지, 폐에 이르는 호흡기 전체 세포들을 영역별로 각각 역할과 신호물질을 분석한 연구 결과가 나온 건 처음이다. 

 

영국 케임브리지대 웰컴생어연구소와 네덜란드 그로닝겐대 의료센터, 독일 뮌헨 폐질환연구센터 연구진은 건강한 사람 17명과 천식 환자 6명의 호흡기 세포들을 개별적으로 분석한 결과를 국제학술지 '네이처 메디신' 17일자에 발표했다.

 

폐는 기체를 효율적으로 교환하기 위해 포도송이에 혈관이 얽혀 있는 것처럼 복잡한 폐포 구조를 띠고 있다. 공기 중 병원균이 가장 먼저 닿는 곳이 호흡기관이므로, 폐포의 면역세포들은 감염을 막기 위해 점액을 분비한다. 하지만 점액이 과다 분비되면 오히려 호흡을 방해할 위험이 있다. 그래서 호흡세포와 면역세포 사이에서 항상성을 유지한다. 천식은 이런 두 세포 간의 항상성이 무너질 때 나타나는 대표 질환이다. 기관지에 염증이 일어나 붓고 점액이 과다분비해 기침과 호흡 곤란 등을 일으킨다. 2015년 기준 전 세계에 3억 5000만 명이나 환자가 앓고 있을 만큼 흔하지만 아직 완벽한 치료법이 없다. 환자들은 평생 약물을 복용해야 한다. 

지금까지는 주로 환자의 폐에 사이토카인처럼 염증 유발 물질이 많다거나 , 특정 유전자가 천식 발생과 관련이 있다는 식의 연구가 많았다. 개별 세포 단위로 각 유전자 발현 정도나 신호물질 분비를 분석해 천식이 일어나는 과정을 밝혀낸 것은 이번이 처음이다. 

 

연구팀은 건강한 사람과 천식 환자의 비강에서 기관지, 폐에 이르는 전 호흡기 세포 3만6931개를 개별적으로 분석했다. 그리고 영역별로 분포된 세포의 종류를 지도처럼 나타냈다. 건강한 사람의 폐지도와 천식 환자의 폐지도를 비교해 천식이 어떻게 발생하고 진행되는지 세포단위에서 분석하기 위해서다. 가령 건강한 사람은 비강에 점액을 만드는 술잔세포와 2형 섬모세포가 많은 것으로 나타난다. 기관지에는 기관지벽을 이루는 곤봉체 세포가 많았고 다른 부위에 비해 세포 종류가 다양했다. 폐포는 대부분 기체 교환을 하는 호흡세포로 이뤄져 있다. 비강과 기관지 윗부분은 항원을 T세포에게 보여주는 수지상세포가 많지만 폐 깊숙한 곳일수록 직접 병원균을 공격하는 대식세포와 호중구가 많다. 이에 비해 천식 환자의 폐는 건강한 폐에 비해 염증이 잘 일어나 점액을 과다분비하는 환경으로 변한다. 기관지에도 점액을 만드는 술잔세포가 많았고, 무엇보다도 염증반응을 일으키는 특정 면역세포(Th2세포)가 지나치게 많다. 

박동원 한양대병원 호흡기알레르기내과 교수는 "이미 이전에도 Th2세포가 천식 환자에게 많이 생성되고 큰 영향을 미친다는 사실은 알려져 있었지만, 어떻게 천식을 발생시키고 악화시키는지 구체적인 과정은 알 수 없었다"며 "이번 연구결과를 토대로 Th2세포가 천식을 발생시키는 과정을 타깃으로 하는 효율적인 신약이 개발될 것으로 기대된다"고 설명했다.

 

유럽 과학자들은 건강한 사람과 천식 환자의 호흡기 세포 3만6931개를 분석해 인간 폐세포 지도 초안을 내놨다. 이를 바탕으로 웹사이트(www.lungcellatlas.org)를 만들어 유전자의 이름과 세포의 대분류를 지정하면 건강한 사람과 천식환자의 폐에서 영역별 세포의 특성과 유전자 발현도를 한눈에 볼 수 있도록 했다. 네이처 메디신 제공
유럽 과학자들은 건강한 사람과 천식 환자의 호흡기 세포 3만6931개를 분석해 인간 폐세포 지도 초안을 내놨다. 이를 바탕으로 웹사이트(www.lungcellatlas.org)를 만들어 유전자의 이름과 세포의 대분류를 지정하면 건강한 사람과 천식환자의 폐에서 영역별 세포의 특성과 유전자 발현도를 한눈에 볼 수 있도록 했다. 네이처 메디신 제공

 

 

 

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