국내 연구진이 B세포(면역세포)가 성숙할수록 형광분자 CDyB의 염색이 진해진다는 사실을 발견했다.

기초과학연구원(원장 노도영, IBS) 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장(POSTECH 화학과 교수) 연구팀은 B세포를 식별할 수 있는 새로운 형광분자 'CDyB'를 개발하고, B세포만 형광색으로 칠해 반짝이게 하는 요인이 B세포에 존재하는 수송체 단백질인 'SLC35C2'에 있음을 밝혔다. 나아가 B세포가 성숙할수록 해당 수송체의 유전자 발현량이 증가하고 이에 따라 CDyB의 염색이 진해진다는 사실을 발견했다. 향후 면역 세포 연구와 질병 진단에 활용될 것으로 기대된다.

최근 코로나19의 전 세계적인 유행으로 인해 백신에 대한 관심이 높아졌다. 백신에 의한 면역 획득 과정에서 핵심적인 역할을 하는 면역 세포 중 하나가 B세포이다.  B세포는 항체를 생성하는 능력을 지녀 외부로부터 침입해온 병원균들을 무력화시키는 역할을 한다. 그 중요성에도 불구하고, B세포와 같은 면역 세포를 살아있는 상태로 관찰·연구할 수 있는 기법이 부족한 상황이다.  

특히 면역치료 및 세포의 이상을 조기에 파악하려면 B세포와 T세포 구분이 필수적이지만, 생김새와 크기가 비슷해 구분이 쉽지 않다. B세포는 바이러스 세균 등 외부 항원이 들어왔을 때 항체를 분비하여 항원을 저해하는 역할을, T세포는 항원이 들어왔을 때 사이토카인(cytokine)과 같은 특정 물질을 분비하거나 병원체에 감염된 세포들을 죽이는 역할을 한다.

 연구진은 이러한 한계를 극복하고자 투과성이 높고 상대적으로 경제성이 높은 저분자 형광 화합물들을 활용하여 B세포만 선택적으로 염색하는 형광분자를 개발했다. 

 형광분자 CDyB는 B세포의 생체마커와의 교차검증을 통해서 B세포만 선택해서 염색할 수 있음을 확인했고 또 B세포 내 존재하는 수송체 단백질 'SLC35C2'가 없으면 식별하지 못하는 것을 확인했다. 나아가 B세포가 성숙할수록 CDyB의 염색 정도가 강해지는 현상도 알아냈다. 

2021년에 연구진이 개발한 최초의 B세포 선택적 형광분자 'CDgB'와 이번에 개발한 'CDyB'은 서로 다른 특징을 가지고 있어 B세포에 대한 새로운 방향성을 제시할 것으로 주목된다. 두 형광분자의 조합은 연구뿐만 아니라 면역질환 진단분야에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

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

이번 연구 성과는 종합화학 분야의 세계적 권위 학술지인 앙게반테 케미(Angewandte Chemie,  IF 16.823)에 지난 5일 온라인 게재됐다.