호중구의 세포사멸은 CD95, TNF 수용체, p53, calpain, caspase 등의 신호전달 과정에 의해 조절되며, caspase 비의존적인 세포사멸 신호전달 기작도 존재한다. 해당 연구에서는 AEBSF는 serine protease의 억제제로 proteinase-3, elastase, cathepsin G 등이 호중구의 세포사멸을 강력히 억제하는 것을 밝혔다. 이번 연구에서는 호중구를 통해 백혈구 세포 중 가장 많은 비율을 차지하는 호중구가 세포사멸이 지연되는 환경에서 수지상 세포와 같은 역할을 할 가능성과 이런 배양 기술을 토대로 다량의 수지상 세포를 얻을 수 있는 분화기술을 개발하여 보다 쉽게 세포 치료제로서 수지상 세포를 이용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
<p>호중구의 세포사멸은 세포사멸을 지연시키거나 유도시키는 자극제들에 의해 세포사멸 정도가 조절될 수 있으며 세포사멸의 신호전달 과정은 CD95(Fas/Apo-1), TNF 수용체 등과 같은 세포막 수용체, p53과 같은 세포주기 조절인자 그리고 calpain, caspase와 같은 단백질 분해 효소들에 의해 조절된다. 특히 호중구의 경우 caspase라고 불려지는 cysteine protease family (caspase-3, \( -8 \), 및 -9)가 세포사멸에 큰 영향을 끼치지만, caspase 비의존적인 세포사멸 신호전달 기작도 존재한다. Caspase 비의존적인 세포사멸 과정의 일부는 calpain과 같은 protease에 의해 조절되기도 한다. 본 연구에서는 serine protease의 억제제인 AEBSF가 호중구의 세포사멸을 강력히 억제하였는데 호중구의 serine protease 에는 proteinase-3 (PR-3), elastase, 및 cathepsin G가 있으며 이 중 PR-3가 AEBSF에 의한 세포사멸에 관여할 것이라는 것을 본 연구진이 보고한 바 있다. 호중구는 자연적인 세포사멸 과정이 진행되면서 caspase-3와 protease의 활성도가 증가하는데 일반적으로 pancaspase 억제제인 zVAD-fmk와 PR-3와 같은 호중구의 serine protease 억제제인 AEBSF에 의해 세포사멸을 억제할 수 있다. 형태학적인 관찰을 통해 유사한 세포사멸 억제 능력을 가진 두 가지 억제제를 비교해 보면 zVAD-fmk가 caspase-3의 활성만을 감소시키는 것에 반해 AEBSF는 caspase-3와 protease의 활성 모두를 감소시키는 차이를 보이는 것으로 보아 호중구의 세포사멸의 조절에서는 serine protease의 역할이 매우 중요한 것으로 보인다. 본 연구에서와 유사하게 세포사멸 유도제로 널리 이용되는 단백질 키나아제 억제제인 staurosporine에 의해 상피세포인 Mv1Lu의 세포사멸이 진행되는 동안 zVAD-fmk 는 caspase- 3 의 활성은 억제시키고 transforming growth factor (TGF)- \( \beta \) 의 활성은 억제시키지 못하였지만 \( \mathrm{AEBSF} \) 는 caspase-3와 TGF- \( \beta \) 의 활성 모두롤 억제하어 세포사멸을 효과적으로 억제한다고 하였다. 또한 all-trans-retinoic acid에 저항성을 가진 NB4 세포와 급성 전골수성 백혈병의 배아 세포에서 CD44와 A3D8 단일클론 항체와의 결합에 의해 유도 되어지는 세포사면은 일반적으로 사용되는 caspase 억제제에 의해 감소되지만 TNF 수용체 신호전달에 비의존적인 세포사멸의 경우는 AEBSF에 의해서만 억제될 수 있다고 보고 되고 있다. 이와 같은 연구 결과들로 보아 세포사멸에서 serine protease의 역할은 caspase와는 다른 경로를 통하여 이루어질 것으로 추측된다.</p> <p>AEBSF을 처리하여 배양한 호중구는 세포사밀이 3 5일 까지 지연되었으며 GM-CSF를 같이 처리하였을 때는 AEBSF 단독 처리 때와는 달리 배양 3 일 째에 수지상 세포에서 나타나는 세포 표면 마커의 발현이 증가하였다. 또한 이들과 T-세포를 같이 배양한 혼합 임파구 배양 실험을 통해 \( \mathrm{T} \)-세포의 증식 정도를 측정해 본 결과 이들은 \( \mathrm{T} \)-세포를 자극하여 증식력을 증가시켰으며 선천면역과 세포매개 특이 면역에서 중요한 역할을 하고 보조 \( \mathrm{T} \)-세포와 Th1 아집단의 특정 사이토카인으로 알려진 IFN \( \gamma \) 도 생성하였다. 수지상 세포에 caspase 억제제를 처리하여 세포사멸을 억제하였을 경우 \( \mathrm{T} \)-세포의 자발적인 세포사멸을 유도한다는 보고가 있으나 본 실험에서는 호중구에 AEBSF를 처리하여 배양한 후 세척과정을 통해 남아 있는 AEBSF를 완전히 제거하였으며 또한 AEBSF를 직접 \( \mathrm{T} \)-세포에 처리해 본 결과 \( \mathrm{T} \)-세포의 증식 능력과 세포사멸에는 영향을 주지 않음을 확인하였다(결과 미제시). 이러한 결과는 \( \mathrm{AEBSF} \) 와 GM-CSF에 의해 호중구는 수명이 연장되고 수지상 세포가 가지는 일부의 기능을 가지기는 하지만 이들은 완전한 성숙 단계의 수지상 세포라기보다는 수지상 세포의 기능을 일부 가지는 수지상 세포-유사 세포이거나 미성숙한 단계의 수지상 세포라고 생각된다.</p> <p>본 연구에서 호중구를 이용하여 기능적으로 완전한 수지상 세포를 만들지는 못하였지만 백혈구 세포 중 가장 많은 비율을 차지하는 호중구가 세포사멸이 지연되는 환경에서 수지상 세포와 같은 역할을 할 가능성을 제시하였다. 또한 이러한 배양 기술을 발전시켜 이용한다면 상대적으로 많은 수의 수지상 세포를 얻을 수 있는 분화기술 개발을 통해 보다 쉽게 세포 치료제로서 수지상 세포를 이용할 수 있는 가능성을 제시하였다. 또한 이미 알려진 분화제와 분화 시스템을 이용한 실험이 아니라 세포사멸 신호전달 과정의 조절을 통해 분화를 시도하는 방법을 통해 분화 과정과 세포 내부의 신호전달 과정의 관계에 대한 이해를 통해 수지상 세포 분화 연구에 있어서 또 다른 가능성을 보여주고 있다.</p>