골수의 NK세포 분화에 조혈모세포가 생산하는 IL-15가 필수이다 -2종류의 국재를 나타내는 NK세포의 신규 분화모델
이쿠타 코이치 의생물학연구소 교수, 아베 신야 이 특정 조교들의 연구진은 혈구세포가 생산하는 사이토카인 IL-15가 골수의 내추럴 킬러(NK) 세포 분화에 필수적이라고 밝혔습니다.또한 NK 세포가 골수 내에서 산재형과 클러스터형으로 국소화되어 있다는 것을 발견했습니다.
NK세포는 IFN-γ를 생산함으로써 항바이러스·항종양 면역반응을 촉진하는 면역세포입니다.NK세포는 IL-15에 의존하여 골수 내에서 분화하지만, 그 생산원이나 NK세포가 분화하는 골수 미세환경은 불분명했습니다.
본 연구에서는 세포특이적인 IL-15 결손 쥐와 NK세포의 이미징 해석을 이용하여 골수의 단구와 수지상세포가 생산하는 IL-15가 NK세포 분화에 필수적임을 발견하였습니다.
또한 골수 내 NK세포에는 산재형과 클러스터형의 국부를 나타내는 두 종류의 집단이 존재하며 산재형 NK세포 분포에는 케모카인 CXCL12가 필요함을 밝혀냈습니다.따라서 본 연구는 혈액세포가 다른 혈액세포 분화에 필수적이라는 것을 처음으로 밝히고 골수 내 NK세포의 신규 분화 모델을 제창하였습니다.
나아가 두 NK세포 집단의 체내 동태나 기능의 차이를 규명하여 감염 및 종양 치료에 응용하고 생체 외에서 NK세포를 제작하는 재생의료 기술로 발전할 것으로 기대됩니다.
본 연구 성과는, 2023년 9월 19일에, 국제 학술지 「Cell Reports」에 온라인 게재되었습니다.
여기에 제목 텍스트 추가
조혈모세포는 적혈구·백혈구·혈소판과 같은 다양한 혈액세포로 분화하는 능력을 가지고 있으며, 난치성 혈액질환에 대해 수행되는 조혈세포 이식에서는 이식 후 조혈 및 면역 재구축에 중요한 역할을 합니다.그러나 조혈세포는 매우 수가 적고, 특히 제대혈 이식에서는 이식 위험이 증가하거나 기증자 선택이 제한될 가능성이 있으므로 생체외 증폭 기술의 확립이 요구되고 있습니다.
지금까지 생체 외에서의 조혈세포 유지에는 혈청 알부민과 사이토카인을 조합한 배지가 필수적이라고 여겨졌지만 실제로는 단기간의 조혈세포 유지는 가능하지만 그 증폭작용은 제한적이었습니다.
2019년 미일영독 공동연구진은 폴리비닐 알코올 배지에 사이토카인을 첨가하면 혈청 알부민을 이용하지 않고 장기적으로 안정적으로 마우스 조혈세포를 증폭할 수 있음을 보고한 바 있습니다.
이를 바탕으로 이번에 알부민과 사이토카인을 각각 고분자 폴리머와 특정 화합물로 대체한 배지를 이용하여 인간 조혈모세포의 생체외 장기증폭을 가능하게 하는 신규 배양기술을 개발하였습니다.
이를 통해 제대혈에 포함된 인간 조혈모세포를 1개월에 걸쳐 증폭할 수 있습니다.또한 단일 세포 RNA 시퀀스 분석을 통해 기존 배양 기술과 비교해도 조혈모세포가 선택적으로 증폭된다는 것을 시사했습니다.
향후, 이 배양 기술을 인간 조혈모세포의 기초 연구 툴로서 제공하는 것과 동시에, 보다 안전한 조혈모세포 이식의 실현과 기증자 부족의 해소를 향한 임상 응용을 목표로 합니다.