쥐 연구, 젊은 면역 체계를 유지하는 비결을 밝혀내다

어떤 면역 체계가 젊고 연령 관련 질병을 막는 데 효과적인 이유는 무엇일까요? Cellular & Molecular Immunology 에 게재된 새로운 논문에서 USC 줄기 세포 과학자 롱 루와 그녀의 협력자들은 혈액 줄기 세포의 작은 하위 집합을 지적하는데, 이 세포들은 선천적 면역 세포와 적응적 면역 세포라는 두 가지 주요 유형의 젊음의 균형이나 연령 관련 불균형을 유지하는 데 큰 기여를 합니다.

선천 면역 세포는 신체의 첫 번째 방어선 역할을 하며 침입하는 세균에 대한 빠르고 일반적인 공격을 동원합니다. 신체의 선천 면역 방어를 피하는 세균의 경우 두 번째 공격선은 B 세포와 T 세포와 같은 적응 면역 세포로 구성되며, 이는 과거 감염에 대한 기억을 바탕으로 특정하고 표적화된 반응을 만들어냅니다. 선천 면역 세포와 적응 면역 세포 간의 건강한 균형은 젊은 면역 체계의 특징이며 장수의 열쇠입니다.

"저희 연구는 소수의 혈액 줄기 세포가 선천 면역 세포를 과잉 생산할 때 면역 체계의 노화를 촉진하고 질병에 기여하며 궁극적으로 수명을 단축시킨다는 설득력 있는 증거를 제공합니다." USC의 줄기 세포 생물학 및 재생 의학, 생물의학 공학, 의학 및 노년학 조교수이자 백혈병 및 림프종 학회 학자인 루가 말했습니다. 루는 또한 USC의 Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research와 USC의 Keck School of Medicine에 있는 USC Norris Comprehensive Cancer Center의 회원입니다. "저희의 연구 결과는 선천 면역 세포를 과잉 생산하는 소수의 혈액 줄기 세포를 억제하는 것이 면역 노화를 지연시키는 효과적인 방법이 될 수 있음을 시사합니다."

이 연구에서, 첫 번째 저자인 Anna Nogalska와 그녀의 동료들은 면역 체계가 얼마나 빨리 노화되는지에 있어서 놀라운 차이를 발견했습니다. 심지어 동일한 유전적 배경을 가진 실험실 쥐들 사이에서도 동일한 조건에서 자랐습니다. 30개월이라는 고령이 되었을 때, 지연된 노화 쥐들은 선천적 면역 세포와 적응적 면역 세포의 젊은 균형을 유지했습니다. 그러나 조기 노화 쥐들은 적응적 면역 세포에 비해 선천적 면역 세포가 크게 증가했습니다.

과학자들은 선천적 면역 세포와 적응적 면역 세포를 모두 생성하는 개별 혈액 줄기 세포를 추적하여, 면역 체계의 연령 관련 불균형에 주로 책임이 있는 혈액 줄기 세포의 하위 집합을 발견했습니다. 구체적으로, 과학자들은 생쥐가 나이를 먹으면서 혈액 줄기 세포의 30~40%가 선천적 면역 세포와 적응적 면역 세포를 생성하는 선호도를 극적으로 바꾸었다는 것을 관찰했습니다.

지연된 노화의 경우, 혈액 줄기 세포의 하위 집합은 선천 면역 세포의 생성을 감소시켜 노화의 영향으로부터 보호합니다. 지연된 노화의 경우, 혈액 줄기 세포의 조절 및 외부 신호에 대한 반응과 관련된 유전자 활동이 증가했습니다. 이는 선천 면역 세포의 생성을 억제할 수 있습니다. 과학자들이 CRISPR를 사용하여 이러한 유전자를 편집했을 때, 혈액 줄기 세포는 자연스러운 경향을 역전시켜 적응 면역 세포 대신 선천 면역 세포를 더 많이 생성했습니다. 이는 초기 노화의 경우와 같습니다.

대조적으로, 조기 노화자에서 혈액 줄기 세포의 하위 집합은 더 많은 선천 면역 세포를 생성하는 쪽으로 전환되었고, 이는 과잉으로 많은 노화 질환으로 이어졌습니다. 따라서 과학자들은 이러한 조기 노화자에서 혈액 줄기 세포의 증식과 선천 면역 세포의 분화와 관련된 유전자 활동의 증가를 발견했습니다. 과학자들이 CRISPR를 사용하여 이러한 조기 노화 유전자를 편집했을 때, 혈액 줄기 세포는 선천 면역 세포 대신 더 많은 적응 면역 세포를 생성했습니다. 지연된 노화자의 세포와 더 유사해졌습니다.

중요한 점은 노화가 늦은 사람들이 노화 초기 사람들보다 더 오래 사는 경향이 있다는 것입니다.

"노인 인구에서 면역 체계는 종종 선천 면역 세포를 과도하게 생산하여 골수성 백혈병 및 면역 결핍과 같은 질병에 기여할 수 있습니다." Lu 연구실의 수석 과학자이자 연구실 관리자인 노갈스카가 말했습니다. "저희 연구는 노화의 흔한 질병에 맞서기 위해 더 젊은 면역 체계를 촉진하는 방법을 제안합니다."

추가 공동 저자는 USC의 Jiya Eerdeng, Samir Akre, Mary Vergel-Rodriguez, Yeachan Lee, Charles Bramlett, Adnan Y. Chowdhury, Bowen Wang, Colin G. Cess, Stacey D. Finley입니다.

이 프로젝트의 90%는 국립보건원(보조금 R00-HL113104, R01HL138225, R35HL150826, 1F31HL149278-01A1)과 국립암연구소(보조금 P30CA014089)의 연방 기금으로 지원되었습니다. 추가 기금은 캘리포니아 재생의학 연구소(보조금 EDUC4-12756R)와 백혈병 및 림프종 협회(보조금 LLS-1370-20)에서 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241023224013.htm