단백질 치료제로 사용되는 사이토카인(Cytokines) 및 염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines)이란

사이토카인(Cytokines)은 건강한 신체를 돕는데 필수적인 단백질로서 감염, 염증, 외상, 패혈증, 암등의 인체 면역계에서 핵심적인 역할을 합니다. 이들의 면역 체계는 체액성 면역 반응과 세포 기반 면역 반응 사이의 균형을 조절하며, 특정 세포 집단의 성숙, 성장, 그리고 반응성을 조절하는 역할을 합니다.

염증성 사이토카인(Inflammatory Cytokines)은 염증 반응을 유도하고 중재하는 데 관여하는 사이토카인입니다. 이들은 다양한 세포 유형에 의해 생성될 수 있으며, 그 중에서도 대식세포, 호염기구, 호중구가 중요한 역할을 합니다.

사이토카인 면역 반응

체액성 면역 반응 (Humoral immunity)

이 반응은 주로 B-림프구와 관련이 있으며, 항체를 생성하여 병원체를 중화시키는 데 중요합니다. 체액성 면역은 외부 병원체에 대한 첫 번째 방어선으로 작용합니다.

1. 항원 인식: B-림프구는 특정 항원을 인식하고, 이에 반응하여 활성화됩니다.
2. 항체 생성 및 분비: 활성화된 B-림프구는 분화하여 플라스마 세포가 되며, 이 플라스마 세포는 대량의 항체를 생성하고 분비합니다.
3. 병원체 중화 및 제거: 생성된 항체는 병원체에 결합하여 이를 무력화시키거나, 면역계의 다른 세포가 병원체를 제거할 수 있도록 돕습니다.
4. 면역 기억: 일부 B-림프구는 장기 기억 세포로 전환되어, 같은 병원체가 다시 침입했을 때 빠르게 반응하여 항체를 생성합니다.

세포 기반 면역 반응 (Cell-Mediated immunity)

T-림프구가 중심 역할을 하는 이 반응은 주로 세포 내 병원체에 대응합니다. T-세포는 병원체에 감염된 세포를 파괴하거나 다른 면역 세포를 활성화하여 면역 반응을 강화합니다.

1. 항원 제시: 병원체에 감염된 세포는 T-세포에게 항원을 제시합니다. 이는 주로 MHC(주조직 적합성 복합체) 분자를 통해 이루어집니다.
2. T-세포의 활성화: T-세포 수용체는 제시된 항원을 인식하고, 이에 반응하여 T-세포가 활성화됩니다.
3. 세포독성 T-림프구의 공격: 활성화된 세포독성 T-림프구는 감염된 세포를 직접 공격하고 파괴합니다. 이 과정은 병원체의 확산을 막는 데 중요합니다.
4. 조력 T-세포의 역할: 조력 T-세포는 다른 면역 세포, 예를 들어 B-림프구나 대식세포를 활성화하여 면역 반응을 강화합니다.
5. 기억 T-세포 형성: 일부 T-세포는 기억 세포로 전환되어, 동일한 병원체가 재감염할 경우 빠르고 효과적인 반응을 가능하게 합니다.

사이토카인의 역할

균형 조절

사이토카인은 체액성 면역 반응과 세포 기반 면역 반응 사이의 균형을 조절합니다. 체액성 면역 반응은 항체를 생성하여 병원체를 중화시키는 데 중점을 두는 반면, 세포 기반 면역 반응은 병원체를 직접 공격하는 세포를 활성화하는 데 중점을 둡니다.이들은 면역계의 다양한 세포 간의 커뮤니케이션을 매개하며, 필요에 따라 특정 면역 반응을 증강시키거나 억제합니다.

이러한 이유로 두 가지 면역 반응 사이의 균형을 조절하여 면역 체계가 병원체를 효과적으로 제거하도록 합니다. 예를 들어, 염증성 사이토카인은 세포 기반 면역 반응을 활성화하는 데 도움이 됩니다. 반면, 억제성 사이토카인은 체액성 면역 반응을 활성화하는 데 도움이 됩니다.

세포의 성숙과 성장 조절

면역계 세포의 성숙과 성장을 조절합니다. 예를 들어, 일부 사이토카인은 B-세포와 T-세포의 분화와 활성화를 촉진합니다.

예를 들어, 인터루킨-2(IL-2)는 T 세포의 성숙과 분화에 중요한 역할을 합니다. IL-2는 T 세포의 증식을 촉진하고, T 세포의 활성화를 유도합니다. 또한, IL-2는 T 세포의 이동을 촉진하여 감염 부위에 T 세포를 모으는 데 도움이 됩니다.

다른 사이토카인도 면역계 세포의 성숙과 성장을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 인터루킨-1(IL-1)은 대식세포와 B 세포의 성숙과 분화에 중요한 역할을 합니다. 또한, IL-1은 염증 반응을 유도하여 감염 부위에 면역 세포를 모으는 데 도움이 됩니다.

반응성 조절

사이토카인은 면역 세포의 반응성을 조절합니다. 이들은 면역 세포가 병원체에 더 효과적으로 반응할 수 있도록 돕습니다.

염증성 사이토카인의 기능

• 염증 부위에 면역 세포를 모으는 데 도움이 됩니다.
• 혈관을 확장하여 염증 부위에 혈액 공급을 증가시킵니다.
• 염증 부위의 세포 손상을 유발합니다.
• 감염, 알레르기, 자가면역 질환과 같은 다양한 질병에 관여합니다.

감염

세균, 바이러스, 기타 병원체에 의한 감염에 대한 숙주 방어에 기여하며, 대식세포, 호염기구, 호중구를 활성화하여 병원체를 제거하는 데 필수 적입니다. 또한 염증성 사이토카인은 혈관 확장, 혈액 침투, 염증성 매개체의 생성을 유도하여 감염 부위에 면역 세포를 모으는 데 도움이 됩니다.

알레르기

특징적이게도 염증성 사이토카인은 알레르기 반응에 관여하는 것으로 알려져 있습니다. 알레르기 반응은 알레르겐에 대한 면역 반응으로, 당연히 재채기, 콧물, 눈물, 가려움증 등의 증상을 유발합니다. 염증성 사이토카인은 알레르겐에 노출된 후 이에 반응하여 비만세포, 호염기구, 호중구를 활성화하여 염증 반응을 유도합니다.

자가면역 질환

자가면역 질환에도 관여하는 것으로 알려져 있습니다. 자가면역 질환은 말 그대로 면역 체계가 정상 조직을 공격하는 질환입니다. 염증성 사이토카인은 자가면역 세포를 활성화하여 정상 조직을 공격하는등의 불필요한데 도움을 줍니다. 특히 류마티스 관절염, 크론병, 건선과 같은 자가면역 질환에서 염증성 사이토카인의 발현이 증가되어 있다는것은 시사하는바가 큽니다.

사이토카인 및 염증성 사이토카인은 인체에 노화를 촉진시키거나 질병을 유도 할 수 있는 염증 반응을 일츠키고 또한 중재하는 데 중요한 역할을 합니다. 깊은 연구가 이루어 질수록 면역학, 감염병, 그리고 자가면역 질환 등의 분야에서 획기적인 의미를 가질수 있으므로 유망한 분야라 할 수 있을것입니다.