글로벌 동향 브리핑
대식세포가 친구와 적을 구별하는 방법 (2008-03-12)
포식작용시의 세포골격 변화와 CD47의 신호전달: IgG로 옵소닌화된(IgG-opsonized) 표적세포나 CD47이 없는 입자(左)는 대식세포의 FcγR에 결합하여 팍실린(paxillin), F-액틴, 비근육성 미오신 IIA 를 활성화시키고, 이는 표적세포를 대식세포의 안으로 당겨지게 하여 포식작용이 효과적으로 이루어지게 한다. 반면에 self CD47이 있는 표적세포(右)는 SIRPα 수용체를 경유하는 신호전달을 통하여 미오신 을 불활성화시켜 표적세포가 안으로 끌려들어가는 것을 방해한다.
대식세포는 미생물, 죽은 조직, 적혈구 등을 포식작용으로 파괴할 수 있다. 대식세포의 포식작용과정을 살 펴보면, 먼저 대식세포에 의하여 파괴될 입자, 즉 항원 입자는 대식세포의 표면에 결합된 다음, 대식세포 의 세포막에 둘러싸이게 된다. 항원 입자는 대식세포에 비특이적으로 결합하기도 하지만, 특이적인 수용 체에 의하여 대식세포와 결합할 수도 있다. (예컨대 대식세포에 있는 Fc receptor(FcγR)는 IgG 급의 항 체가 결합되어 있는 항원을 인식하게 해주며, C3 receptor는 보체와 결합된 항원을 인식하게 해주어, 이 들 단백질이 결합된 항원은 식균작용을 더욱 잘 받게된다(opsonization).) 대식세포의 세포막이 항원을 완전히 둘러싸게 되면 항원은 포식소체(phagosome)라는 주머니 상태로 대식세포 안으로 들어가게 되 며, 이 주머니는 대식세포내의 리소좀과 융합되어 phagolysosome을 형성하고, 리소좀이 갖고 있는 여러 가지의 산성가수분해효소나 활성산소계 물질 등의 작용에 의하여 항원이 분해되어 죽게 된다.
대식세포(macrophage)는 외부에서 침입한 세포나 죽은 세포 등을 공격하여 포식하지만 인체의 세포는 공격하지 않는다. 펜실바니아대학의 과학자들은 대식세포가 `친구`와 `적`을 구별하는 방법을 발견하였 다.
포식과정은 부착(adhesion), 위족 뻗기(pseudopod extension), 내부화(internalization)의 절차를 밟 아 이루어진다. 이 과정에서 대식세포는 인체의 세포를 잘못 공격하는 잘못을 범하지 않기 위해 두 개의 신분증을 확인한다. 첫째로, 대식세포는 IgG 항체로 옵소닌화된(IgG-opsonized) 물체에 올가미를 씌워 삼켜버린다. 그런데 항체의 기능은 완벽하지 않아 종종 인체의 세포에 잘못 달라붙기도 한다. 따라서 대식 세포는 목표물을 삼키기 전에 IgG 이외에 CD47이라는 두 번째 신분증을 검사한다. 그리하여 포획된 표적 이 자신의(self) CD47을 보유한 것으로 확인되면, 대식세포는 포승줄을 풀어주고 포식을 중단한다. 그러 나 CD47이 대식세포로 하여금 포식을 중단하게 하는 구체적 메커니즘은 이제껏 명확히 알려지지 않았 다.
연구진은 대식세포를 인간의 적혈구 및 양(羊)의 적혈구와 함께 배양하면서 추이를 관찰하였다. 관찰 결 과, 대식세포가 적을 만날 때는 액틴분자가 접촉점에 모여 중합체를 형성한 다음, 세포막으로부터 위족이 뻗어져 나와 목표물을 에워싸는 것으로 확인되었다. 그리고 또 하나의 단백질인 비근육성 미오신
(nonmuscle myosin)도 이에 가담하였는데, 미오신의 수축은 반쯤 삼켜진 목표물을 안으로 끌어들이는 작용을 하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 대식세포가 외부의(foreign) CD47을 보유하는 목표물(양의 적혈구) 을 만날 때는 액틴과 미오신이 정상적으로 재배치되어 세포골격을 리모델링함으로써 포식작용이 완료되 는 것으로 확인되었다. 이에 반하여, 대식세포가 자신의(self) CD47을 보유하는 목표물(인간의 적혈구) 을 만날 때에는 액틴만이 활성화여 포식작용이 마무리되지 못하는 것으로 나타났다.
후속연구 결과 self CD47은 대식세포 표면의 SIRPα 수용체를 통하여 효과를 발휘하며, SIRPα 수용체 는 미오신에 인산기가 붙는 것을 방해함으로써 간접적으로 미오신을 불활성화시키는 것으로 밝혀졌다.
즉, 포식작용이 완료되기 위해서는 목표물을 포획한 다음 안으로 잡아당기는 단백질(미오신)이 필요한 데, self CD47은 이 단백질을 불활성화시킴으로써 포식작용을 도중에 중단시킨다는 것이다.
이번 연구는 대식세포가 我와 非我를 식별하는 메커니즘을 해명함으로써, (동맥경화로부터 관절염에 이르 기까지) 많은 염증성질환과 이식거부반응의 원인이 되는 `말썽꾸러기` 대식세포(rogue macrophage)를 침묵시키는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 보이며, 나아가 조직이식 거부반응을 억제하고 암을 치 료하는 데도 기여할 것으로 보인다.(일부 암세포는 `위조신분증`을 이용하여 대식세포를 속이는 것으로 알 려져 있다.)
http://www.yeskisti.net/yesKISTI/Briefin...tentView.jsp?cn=GTB2008030302&SITE=KLIC (1 / 2)2008-03-14 오후 4:27:43
글로벌 동향 브리핑
SOURCE: "Inhibition of `self` engulfment through deactivation of myosin-II at the phagocytic synapse between human cells", The Journal of Cell Biology, Vol. 180, No. 5, 989-1003.
http://www.sciencedaily.com/
출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』
http://www.yeskisti.net/yesKISTI/Briefin...tentView.jsp?cn=GTB2008030302&SITE=KLIC (2 / 2)2008-03-14 오후 4:27:43
