면역세포, 병원균 죽이고...사실상 ‘반창고 처치’까지해준다

피부의 호중구, 세균 제거 외에 상처 보호 역할까지 수행

피부에 상처가 났을 때 출동한 면역세포가 외부에서 침입한 병원균을 죽이는 것 외에도 상처를 보호하고 세균 감염을 막기 위한 일종의 '반창고 처지'까지 한다는 사실이 새로 밝혀졌다. [사진= 게티이미지뱅크]

피부에 상처가 났을 때 출동한 면역세포가 외부에서 침입한 병원균을 죽이는 것 외에도 상처를 보호하고 세균 감염을 막기 위한 일종의 '반창고 처지'까지 한다는 사실이 새로 밝혀졌다. 19일(현지시간) 자체 학술지에 발표된 미국 스페인 독일 중국 연구진의 논문을 토대로 과학전문지 《네이처》가 보도한 내용이다.

백혈구의 하나인 호중구가 피부가 뚫린 부위 주변에 끈적끈적한 단백질이 풍부한 고리를 형성해 병원균을 가두어 병원균이 더 깊은 조직으로 침투하지 못하게 한다는 것이 발견됐다. 연구책임자 중 한 명인 미국 예일대 안드레스 이달고 교수(면역학)는 "우리가 알지 못했던 호중구의 추가적인 역할"을 밝혀냈다고 밝혔다.

과학자들은 오랫동안 면역세포의 하나인 호중구가 침입하는 미생물을 죽이기 위해 독소를 방출함으로써 화학전을 벌인다는 사실을 알고 있었다. 그러나 이러한 전략은 건강한 주변 세포까지 죽임으로써 신체에 '부수적인 피해'를 초래한다.

미국 예일대 안드레스 이달고 교수(면역학)와 동료들은 호중구가 다른 역할도 수행하는지 조사하기 위해 외부 환경과 접촉하고 병원균과 이물질을 차단하는 보호층이 있는 생쥐의 기관인 피부, 폐, 장의 조직 샘플을 조사했다. 연구진은 이러한 조직에서 높은 비율의 호중구가 세포를 둘러싸고 조직에 구조를 부여하는 발판 역할을 하는 세포외기질(extracellular matrix)을 형성하는 데 중요한 콜라겐 및 기타 단백질을 생성한다는 사실을 발견했다. 반면 혈액 내 호중구는 콜라겐을 방출하지 않았다.

연구진은 호중구 수치가 비정상적으로 낮은 상태, 즉 '호중구 감소증'에 걸린 생쥐를 만들어 이 세포가 피부 구조 유지에 중요한 역할을 하는지 시험했다. 연구진은 이 생쥐의 피부 콜라겐 섬유가 정상 호중구 수치를 가진 생쥐에 비해 얇고 피부가 더 약하고 샌다는 것을 발견했다. "그 결과 피부의 장벽 역할이 훨씬 더 약해졌다"고 이달고 교수는 설명했다.

다음으로 연구진은 상처 치유에 있어 콜라겐을 생성하는 호중구의 역할을 조사했다. 연구진은 바늘로 생쥐의 귀 피부를 찌르고 9일 동안 상처가 어떻게 변하는지 관찰했다. 연구진은 초기 호중구가 떼 지어 몰려들어 상처에 도달한 뒤 잔해를 제거한 뒤 24시간 이내에 사멸하는 것을 관찰했다.

부상 후 이틀째 되는 날, 상처 부위에 두 번째 호중구 물결이 나타났다. 두 번째 호중구 무리는 콜라겐을 생성해 구멍 난 부위 주변에 세포외기질이 둥그런 고리 모양으로 형성하는 것이 관찰됐다. 지름은 최대 1㎜까지 됐다. 논문을 검토한 미국 국립보건원(NIH)의 임상면역학자인 니키 무소풀로스 박사는 "마치 미생물이 들어가지 않게 하는 '호중구 반창고'와 같다"

셋째 날, 연구진은 박테리아인 황색포도상구균을 상처 부위에 적용하고 어떻게 퍼지는지 측정했다. 호중구 수치가 정상이고 콜라겐 고리가 손상되지 않은 생쥐의 경우 상처 표면 근처에 세균이 상처 표면 근처에 남아 있었고 밑에 있는 조직에는 침투하지 못했다. 반면 호중구감소증이 있는 생쥐에서는 세균이 살 속 깊숙이 퍼져 더 많은 군집을 형성했다.

이 연구 결과는 호중구 감소증으로 인한 건강 상태를 이해하는 데 더 많은 길을 열어준다. 호중구감소증이 있는 사람들은 "반복적인 구강 상처, 궤양, 피부의 상처 치유 지연"을 겪을 수 있는데, 이는 호중구에 의해 수행되는 면역 조절 문제로 인해 발생한다고 무소플로스 박사는 설명했다. 이번 연구는 염증 조절 외에도 호중구 수준이 부족하면 상처 치유가 잘 되지 않는 또 다른 이유를 설명해준다.

해당 논문은 다음 링크(https://www-nature-com-ssl.libproxy.amc.seoul.kr/articles/s41586-025-08741-5)에서 확인할 수 있다.

한건필 기자 (hanguru@kormedi.com)