T 세포, 약하게 결합한 항원 많이 가지고 있는 정상 세포에게도 반응
면역체계의 살해 T 세포는 건강한 세포와 파괴할 필요가 있는 감염된 세포를 구별하는 데 있어서 때로는 실수를 저지른다.

이 발견은 T 세포가 친구와 적을 구별하는 데 있어서 거의 완벽한 것으로 오랫동안 믿고 있는 과학자들의 확신을 뒤집어버렸다. 이 연구 결과는 면역체계가 인체를 공격하도록 만드는 자가면역 질환을 치료하는 새로운 방법을 제시하거나 혹은 최첨단 암 치료법을 개선하게 될 것이다.

T 세포가 세포 표면에 있는 항원이라는 분자에 얼마나 단단히 결합할 수 있는지를 근거로 해서, T 세포가 감염된 세포와 건강한 세포를 완벽하게 구별할 수 있는 것으로 믿고 있다. T 세포는 바이러스나 박테리아에서 유래하는 항원에는 단단하게 결합하지만 정상적인 세포에 있는 우리 자신의 항원에는 덜 단단하게 결합한다.

그러나 자가면역 질환을 연구한 최근의 연구들은 만약 정상적인 세포가 평소와는 다르게 자신의 항원을 다량으로 생산한다면 비록 항원과의 결합이 약하더라도 그것 말고는 다른 것은 모두 다 정상인 세포를 T 세포가 공격할 수 있는 것을 시사한다.

공동 제1 저자로 영국의 옥스퍼드 대학교 병리학 대학과 의대의 박사과정 학생인 요하네스 페트만은 이렇게 말했다. “우리는 항원의 결합력을 근거로 T 세포가 건강한 세포와 감염된 세포를 거의 완벽하게 구별한다는 생각과 그렇지 않은 것을 시사하는 임상 결과 간의 모순을 해결하는 일에 착수했다. 우리는 상이한 항원들의 결합력을 아주 정밀하게 측정해서 그런 모순을 해결했다.”

연구진은 T 세포의 수용체가 다량의 상이한 항원에 얼마나 단단하게 결합하는지를 정확하게 측정했고 그 다음에는 건강한 사람의 T 세포가 항원의 양이 다른 세포들에게 어떻게 반응하는지를 측정했다.

T 세포 수용체 결합력 측정하는 기술적 문제 있을 수 있어
공동 제1 저자로 옥스퍼드 대학교 병리학 대학의 박사과정 학생인 안나 휸은 다음과 같이 말했다. “컴퓨터 모델 개발과 결합한 우리 방법은 T 세포 수용체가 다른 유형의 수용체와 비교해서 식별력이 더 좋은 것을 보여준다. 그러나 그런 수용체는 심지어 약하게 결합을 한 항원에 대해서도 T 세포가 반응하도록 만들었다.”

또 다른 공동 제1 저자로 옥스퍼드 대학교 케네디 연구소와 병리학 대학의 박사후 연구원인 에나스 아부-샤는 다음과 같이 설명했다. “이번 연구 결과는 T 세포에 대한 우리의 견해를 완전히 바꾸어버린다. T 세포를 항원 결합력의 거의 완벽한 식별자로 생각하는 대신에 이제 우리는 T 세포가 단지 우리 자신의 약하게 결합한 항원을 더 많이 가지고 있는 정상적인 세포에게도 반응할 수 있는 것을 안다.”

연구진은 이전의 연구들에서는 T 세포 수용체의 결합력을 측정하는 기술적인 문제들이 T 세포가 완벽한 식별자라는 잘못된 결론을 유도했을 가능성이 있어서 더 정밀한 측정치의 사용이 중요한 것을 부각시키고 있다고 말했다.

책임저자로 옥스퍼드 대학교 병리학과 부교수 겸 영국의 웰컴 트러스트 재단의 기초 생의학 선임 연구원인 오메르 두쉑은 이렇게 말했다. “우리 연구는 만약 건강한 세포가 비정상적으로 다량의 항원을 생산한다면 T 세포가 그런 건강한 세포를 공격하기 시작할지도 모른다는 것을 시사한다. 이는 우리가 자가면역에 대해 어떻게 생각하는지에 대한 패러다임의 주요한 변화의 원인이 된다. T 세포가 항원을 구분하는 방법에 결함이 있는 것에 대해 초점을 맞추는 대신에 우리 자신의 항원의 수준이 비정상적으로 높은 것이 T 세포의 잘못된 자가면역 반응의 원인인 것을 시사하기 때문이다.”

그는 이번 연구가 또 T 세포의 식별능력을 개선하는 새로운 연구 방향을 제시해주고, 이는 암세포를 죽이는 이들 세포의 능력을 떨어뜨리지 않으면서 많은 T 세포 기반 요법의 자가면역 부작용을 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것이라고 덧붙여 말했다.

참조:
J. Pettmann et al., "The discriminatory power of the T cell receptor" Elife. 2021 May 25;10:e67092. doi: 10.7554/eLife.67092.