IBS, B면역세포만 찾아내는 형광분자 개발…발달과정 확인 가능

B세포 내 수송체 단백질 선택적 식별, 살아있는 상태로 관찰

새로운 형광분자 'CDyB', 국제 학술지 게재

[대전=뉴시스] CDyB는 B세포를 선택적으로 식별할 수 있다. B세포 내 소포체와 골지체(세포 소기관의 일종)에 위치하는 SLC35C2을 통해 내부에 형광을 띤 CDyB가 축적돼 강한 형광 신호를 나타낸다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장(POSTECH 화학과 교수) 연구팀이 B세포(면역세포)를 살아 있는 상태서 식별할 수 있는 새로운 형광분자 'CDyB'를 개발했다고 20일 밝혔다.

또 B세포만 형광색으로 칠해 반짝이게 하는 요인이 B세포에 존재하는 수송체 단백질인 'SLC35C2'에 있다는 사실과 B세포가 성숙할수록 해당 수송체의 유전자 발현량이 증가하고 이에 따라 CDyB의 염색이 진해지는 것도 확인했다.

 백신에 의한 면역 획득 과정에서 핵심적인 역할을 하는 면역세포 중 하나가 B세포다. B세포는 항체를 생성하는 능력을 지녀 외부로부터 침입해온 병원균들을 무력화시키는 역할을 한다.  

면역치료 및 세포의 이상을 조기에 파악하려면 B세포와 T세포 구분이 필수적이지만, 생김새와 크기가 비슷해 구분이 쉽지 않다. T세포는 항원이 들어왔을 때 사이토카인(cytokine)과 같은 특정 물질을 분비하거나 병원체에 감염된 세포들을 죽이는 역할을 한다.

일반적으로 항체를 이용하는 면역염색법으로 구분하지만 항체가 크기 때문에 세포막 투과율이 떨어져 세포를 고정하거나 구멍을 내는 투과화 과정이 필수적이다. 이로 살아있는 상태에서 세포를 관찰하기 어렵고 경우에 따라 여러 종류의 항체 조합이 필요한 데 항체가격이 비싸 연구에 한계가 있다.

 이번에 IBS 연구진은 투과성이 높고 상대적으로 경제성이 좋은 저분자 형광 화합물들을 활용해 B세포만 선택적으로 염색하는 형광분자(CDyB)를 개발했다.

 CDyB는 추가적인 처리없이 B세포를 선택적으로 염색할 수 있어 전처리 과정으로 인해 죽은 세포만 관찰할 수 있던 기존의 한계를 극복했다.

또 연구진은 CDyB가 B세포의 생체마커와의 교차검증을 통해 B세포만 선택해서 염색할 수 있음을 확인하고 SLC-CRISPRi(유전자편집기법)를 통해 B세포 내 존재하는 수송체 단백질 SLC35C2가 없으면 식별하지 못하는 것도 발견했다.

[대전=뉴시스] B세포의 발달상에 따른 CDyB의 염색 강도 변화. B세포가 성숙할수록 SLC35C2 유전자 발현량이 증가하게 되고 이에 의존적인 CDyB의 염색도 발현량에 비례해 강해진다. *재판매 및 DB 금지

이는 CDyB가 수송체 단백질의 기질로 작용하는 ‘수송체 의존적인 선택성 기전(GOLD)’을 통해 작용한다는 의미다.

이어 연구진은 B세포가 성숙할수록 CDyB의 염색 정도가 강해지고 B세포 발달 정도와 표적 단백질의 발현이 서로 비례관계에 놓여 있는 것도 밝혀냈다.

 이에 앞서 연구진은 지난해 최초로 B세포 선택적 형광분자 'CDgB'를 개발했었다. CDgB와 이번에 개발한 CDyB는 형광의 색과 염색기전이 서로 달라 두 형광분자의 조합을 통해 면역질환 진단분야의 연구에 속도가 붙게 됐다.

연구 성과는 종합화학 분야의 국제 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie,  IF 16.823)' 온라인판에 지난 5일 게재됐다.(논문명:A SLC35C2 Transporter-Targeting Fluorescent Probe for the Selective Detection of B Lymphocytes Identified by SLC-CRISPRi and Unbiased Fluorescence Library Screening)

 교신저자인 장영태 부연구단장은 "연구진이 보유한 독자적인 형광화합물 연구 플랫폼을 활용해 다양한 세포군으로 연구의 영역을 넓혀 나갈 것"이라고 말했다.


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