살아있는 면역세포 구별하는 '형광분자' 나와

IBS 장영태 부연구단장, B세포 식별 'CDgB' 개발
세포막 지질 차이 이용해 선택적 염색 기능 발휘
세포 이상 파악 및 질병 조기 예측에 기여 전망

[사진1] 장영태 IBS 복잡계 자기조립 연구단 부연구단장(공동교신저자)

국내 연구진이 살아있는 면역세포만 골라내는 형광분자를 개발했다. 앞으로 항체를 대체하는 세포 식별 도구로 활용하거나, 세포 이상 파악을 통한 질병 조기 예측에 쓰일 전망이다.

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장(포스텍 교수) 연구팀은 세포막 지질의 특성을 이용해 살아 있는 B세포를 식별할 수 있는 새로운 형광분자 'CDgB'를 개발했다고 19일 밝혔다.

백혈구의 25%를 차지하는 림프구에는 T세포, B세포, NK세포 등 면역을 담당하는 세포들이 존재한다. 이런 혈액 세포는 세포가 가진 고유의 바이오마커(생체 표지자)와 항체 간 결합을 통해 식별한다. 세포를 고정하거나 죽인 후 항체를 도입해야 하기 때문에 살아 있는 상태에서 세포를 식별하기 어려웠다.

특히 면역세포 중 항체를 분비해 항원 활성을 저해하는 'B세포'와 항원이 들어왔을 때 사이토카인 등과 같은 특정 물질을 분비하거나 병원체에 감염된 세포를 죽이는 'T세포'는 체내에서 서로 다른 역할을 하기 때문에 면역 치료와 세포 이상을 조기에 파악하려면 두 세포 간 구분이 필수적이다.

하지만, 두 세포는 크기와 모양 등 물리적 특성이 비슷해 항체 도움 없이 형광 분자만으로 구별이 어려웠다.

연구팀은 기존 바이오마커가 아닌 세포 자체의 차이를 이용해 두 세포를 식별하는 데 성공했다.

생쥐의 비장에서 B세포와 T세포를 분리한 뒤, 1만 개의 형광분자를 도입해 그 중 세포막에서 B세포만 선택적으로 염색하는 형광분자를 발견하고, 이를 'CDgB'라고 명명했다.

소수성(물을 배척하는 성질)을 지닌 CDgB는 체내와 같은 수성 매체에서 100㎚ 이하 크기의 나노 응집체를 형성하는 데, 이 상태에선 형광을 띠지 않다가 세포막에 융합돼 B세포와 결합하면 형광이 켜진다.

연구팀은 세포막이 부드러운 분화 초기 단계인 B세포에 CDgB를 적용하면 강한 형광 빛을 내지만, 상대적으로 덜 유연한 B세포에선 약한 형광 빛을 내는 것을 실험을 통해 확인했다.

장영태 IBS 부연구단장은 "이번 연구를 통해 CDgB가 형광 세기를 토대로 세포를 식별하고, 세포막의 변화를 추적할 수 있는 도구라는 것을 입증했다"며 "세포 이상을 파악하고, 질병 조기 예측에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 화학분야 국제 학술지 '미국화학회지(JACS)' 지난 9일자에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr