T세포도 설탕 공급 차단되면 감마 인터페론 생산 못해
세인트루이스의 워싱턴대학 의대 연구진은 암세포가 설탕을 탐하는 것이 면역세포 기능에 심각한 결과를 초래하는 듯한 것을 알게 되었다. 이들 연구진은 T세포란 중요한 면역세포에 설탕이 공급되는 것을 차단하자 T세포가 더 이상 감마 인터페론을 생산하지 않는 것을 발견한 것이다. 감마 인터페론은 종양과 일부 감염과 싸우는 데 중요한 염증성 물질이다.

병리학 및 면역학 조교수인 에리카 피어스는 T세포가 종양으로 들어갈 수는 있지만 유감스럽게도 암세포를 죽이지 못하는 경우가 흔하다고 밝혔다. 그녀는 감마 인터페론을 만드는 능력을 상실하는 것이 T세포가 종양을 죽이지 못하는 한 가지 이유가 될 수 있다고 부언했다. 당대사가 인터페론 생산에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 보다 더 많이 알게 되면 우리는 T세포 기능을 향상시켜 종양과 싸우는 치료제를 개발할 수도 있을는지 모른다고 그녀는 말했다.

피어스에 의하면 감마 인터페론 생산을 억제하는 것은 과학자들이 T세포가 지나치게 많은 염증을 유발하는 자가면역 질환을 치료하는데도 도움을 줄 가능성이 있다고 한다.

피어스는 T세포의 물질대사에 관한 연구를 통해 통찰력을 얻었다. 대부분의 세포와 마찬가지로 T세포는 산화적 인산화란 효율적인 과정을 이용하거나 혹은 유산소성 해당작용이란 덜 효율적인 경로를 이용해서 에너지를 만들 수 있다. 세포들은 보통 산화적 인산화를 통해 에너지 대부분을 만들어내지만 그렇게 하기 위해서는 산소가 필요하다. 만약 산소가 부족하게 되면 대부분의 세포들은 유산소성 해당작용으로 전환해서 에너지를 만들어낸다. 당수치가 낮아도 세포들은 산화적 인산화를 이용해서 에너지를 만들어내게 된다.

과학자들이 그 이유를 확실히 알지는 못하지만 T세포를 포함한 많은 세포들은 빠르게 증식할 필요가 있을 때는 유산소성 해당작용으로 전환한다. T세포는 침입자나 종양에 반응하기 시작할 때 신속하게 증식하고, 과학자들은 세포가 유산소성 해당작용으로 전환하는 것이 이런 증식과정에 필수적인 것으로 추측하고 있다.

이번 연구를 실시하기 위해 피어스 실험실의 연구원으로 논문의 제1 저자인 치하오 창은 시험관 속의 T세포들이 이용할 수 있는 자원을 통제할 수 있는 시스템을 설치했다, 세포들이 이용할 수 있는 설탕을 조절하면 세포들은 산화적 인산화를 이용하거나 아니면 유산소성 해당작용을 이용할 수밖에 없었다. 기존의 견해는 T세포가 증식할 때에는 해당작용을 이용하는 것이었는데, 우리는 그게 사실이 아니고 T세포들이 증식할 때에 산화적 인산화도 사용할 수 있는 것을 발견했다고 치하오 창은 밝혔다.

T세포에 설탕 공급, 염증성 물질 생산 2배 증가
T세포들은 증식이 시작된 이후에는 에너지를 만드는 2가지 방법 중 1가지를 이용해서 증식을 할 수 있다. 그러나 과학자들이 강제로 T세포가 유산소성 해당작용으로부터 산화적 인산화로 전환하도록 만들면 1가지 문제가 발생했다. 즉 해당작용을 못하도록 해도 해당작용에 관여하는 단백질들이 사라지지 않는 것이다. 이들 단백질은 안정적이어서 세포 속에서 버티면서 다른 과정에 참여할 수가 있는 것이다. 이들 단백질 중 하나인 GAPDH가 감마 인터페론의 생산을 억제할 수가 있기 때문에 T세포 속에서는 이게 문제가 될 수가 있다고 피어슨은 밝혔다.

배양접시에 정기적으로 다량의 설탕을 소비하는 암세포를 T세포와 함께 두었더니 염증성 물질을 만들어내는 T세포의 능력이 저해되었다. 그러나 연구진이 T세포에 막바로 설탕을 공급하니 그런 염증성 물질의 생산이 2배로 증가했다. 이게 마치 켜고 끄는 스위치와 같아서 우리는 그냥 스위치를 켜거나 꺼서 설탕 공급을 조절하면 된다고 피어슨은 설명했다.

T세포는 흔히 종양이나 염증이나 감염이나 어디든지 갈 수가 있지만 때로는 아무 것도 하지 않는다. T세포가 게으름을 피우는 것이 만약 동일한 스위치가 관련되어있는 것을 우리가 확인할 수 있다면 우리는 그런 태만한 T세포들을 다시 부지런한 투사로 만들 수 있는 방법을 찾을 수 있을는지도 모른다고 피어슨은 부언했다.

출처: C. Chang et al., "Posttranscriptional Control of T Cell Effector Function by Aerobic Glycolysis" Cell, 153(6):1239-1251