2026.05 면역: 세포 정체성의 전환과 면역 생태계

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‘면역’은 단순한 방어 체계가 아니라, 세포가 상황에 따라 정체성을 바꾸고 조직 전체의 생태계를 재편하는 동적인 네트워크입니다.

평생 조력자로만 살 줄 알았던 세포가 갑자기 살인 병기로 변신하고, 장 점막을 고치던 줄기세포가 박테리아를 잡는 전사가 되기도 합니다.

우리 몸이라는 거대한 제국을 지키는 면역 파수꾼들의 놀라운 비밀을 지금부터 하나씩 파헤쳐 볼까요?

 

T 세포의 화려한 변신: 조력자에서 살인 병기까지

면역학 수업 시간에 우리는 CD4+ T 세포는 조력자(Helper), CD8+ T 세포는 살인자(Cytotoxic)라고 이분법적으로 배웠습니다.

하지만 2026년 5월의 연구들은 이러한 구분이 얼마나 편협했는지를 보여줍니다.

세포들은 환경에 따라 자신의 정체성을 재정의하며, 때로는 예상치 못한 방식으로 질병을 일으키거나 치료하기도 합니다.

[과학 개념] CD4+ T 세포와 CD8+ T 세포

CD4+ T 세포는 다른 면역세포에게 명령과 신호를 보내 면역 반응을 조율하는 세포이고, CD8+ T 세포는 감염된 세포나 암세포를 직접 죽이는 세포입니다.

쉽게 말해 CD4+ T 세포는 전장의 지휘관, CD8+ T 세포는 직접 전투를 수행하는 병사에 비유할 수 있습니다.

하지만 실제 면역계에서는 이 구분이 항상 고정되어 있지 않습니다.

염증, 감염, 암, 장내 미생물 환경에 따라 CD4+ T 세포도 살상 단백질을 발현하거나, CD8+ T 세포도 단순 살상 외의 조절 기능을 수행할 수 있습니다.

[Deep Thinking] T 세포 정체성의 가소성

T 세포의 기능은 표면 표지자인 CD4 또는 CD8만으로 결정되지 않습니다.

항원 자극의 강도, 사이토카인 환경, 조직 미세환경, 전사 인자 네트워크가 함께 작동하면서 T 세포의 운명을 바꿉니다.

예를 들어 EOMES, T-bet, TOX 같은 전사 인자는 세포 독성, 탈진, 기억 형성, 조직 적응성을 조절합니다.

이러한 관점에서 T 세포는 고정된 유형이 아니라, 환경 입력에 따라 상태 공간을 이동하는 동적 세포 집단으로 이해해야 합니다.

참고 논문:

  • DuPage, M. & Bluestone, J. A. Harnessing the plasticity of CD4+ T cells to treat immune-mediated disease. Nature Reviews Immunology. 2016. https://doi.org/10.1038/nri.2016.16
  • Beltra, J.-C. et al. Developmental relationships of four exhausted CD8+ T cell subsets reveals underlying transcriptional and epigenetic landscape control mechanisms. Immunity. 2020. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.04.014

 

THK 세포의 등장: 장내 염증의 새로운 열쇠

최근 Nature Immunology에 발표된 연구는 기존에 정의되지 않았던 새로운 형태의 T 조력 세포인 ‘THK’ 세포를 소개했습니다.[1]

이 세포는 CD4+ T 세포임에도 불구하고, 전형적인 살인 병기 세포들의 전사 인자인 EOMES와 살상 단백질인 granzyme K를 다량으로 발현합니다.[1]

흥미로운 점은 이 THK 세포가 단순히 외부 적을 물리치는 데 그치지 않고, 장내 면역 병리 현상을 매개한다는 것입니다.[1]

이는 우리가 앓는 염증성 장질환(IBD)의 원인이 단순히 면역력이 약해서가 아니라, 특수한 임무를 띤 ‘변종’ T 세포들이 장 점막을 직접 공격하기 때문일 수 있다는 새로운 가설을 뒷받침합니다.

THK 세포의 발견은 앞으로 장내 질환 치료를 위한 새로운 표적을 제공할 것으로 기대됩니다.

[과학 개념] Granzyme와 세포 독성

그랜자임(Granzyme)은 세포독성 T 세포(CTL)와 자연살해(NK) 세포가 표적 세포(바이러스 감염 세포나 암세포)의 자살(Apoptosis)을 유도하기 위해 분비하는 핵심 세린 단백질 분해효소(Serine protease)입니다. 인간에게는 5종(A, B, H, K, M)이 존재합니다.

Granzyme K는 면역세포가 표적 세포를 공격할 때 사용하는 단백질 분해 효소의 한 종류입니다.

킬러 T 세포나 NK 세포는 표적 세포 가까이에서 granzyme 계열 단백질을 방출합니다.

이 단백질들은 표적 세포 안으로 들어가 세포 사멸 경로를 활성화하거나 염증 신호를 증폭시킵니다.

따라서 CD4+ T 세포가 granzyme K를 많이 만든다는 것은, 그 세포가 단순한 조력자가 아니라 직접적인 조직 손상에도 관여할 수 있음을 뜻합니다.

[Deep Thinking] Granzyme의 생산 및 활성화 과정

그랜자임의 생산은 세포 내 번역에서부터 분비 직전 최종 활성화에 이르기까지 정밀하게 통제됩니다.

세포 자체를 파괴할 수 있는 강력한 효소이기 때문에, 비활성 상태로 보관되는 것이 핵심입니다.

  1. 지향성 신호서열 기반 번역 및 소포체 이동: <Pre-pro-granzyme 단계> 리보솜에서 번역될 때, N-단말의 신호 서열(Signal peptide, 약 18~20개 아미노산)에 의해 거친면 소포체(RER) 내부로 진입합니다. 진입 직후 이 신호 서열이 잘려 나가며 비활성 전구체인 Pro-granzyme 형태가 됩니다.
  2. 골지체 통과 및 만노스-6-인산(M6P) 당쇄화 <리소좀 보관을 위한 표적화> 골지체를 거치면서 N-결합형 당쇄화(N-linked glycosylation)가 일어납니다. 특히 만노스-6-인산(M6P) 수용체 경로를 통해 세포독성 과립(Cytolytic granule, 변형된 리소좀)으로 정확하게 표적화되어 운반됩니다.
  3. 과립 내부에서의 카텝신(Cathepsin) 기반 활성화: <N-단말 전구체(Pro-dipeptide) 제거> 세포독성 과립 내부의 산성 환경pH 약5.5)에서 Cathepsin C(DPPI) 또는 Cathepsin H 단백질 분해효소가 Granzyme N-단말의 2개 아미노산 전구체 단편(Pro-dipeptide, 예: Granzyme B의 경우 Gly-Glu)을 잘라냅니다. 이 절단으로 인해 구조적 재배열이 일어나 비로소 활성형(Mature granzyme) 구조가 완성됩니다.
  4. 세포막 보호를 위한 세르고글리칸(Serglycin) 복합체 형성: <안전한 보관 단계> 활성화된 그랜자임이 세포독성 세포 자체를 파괴하지 못하도록, 과립 내부의 황산화 프로테오글리칸인 세르고글리칸(Serglycin)의 음전하 중심핵에 양전하를 띤 그랜자임들이 정전기적으로 결합하여 거대 복합체를 형성합니다. 이 상태로 분비 신호가 올 때까지 안전하게 보관됩니다.

 

TOX의 이중생활: T 세포 운명을 결정짓는 마법의 지팡이

만성 감염이나 암 환자의 T 세포는 흔히 ‘탈진(Exhaustion)’ 상태에 빠집니다.

지금까지 TOX라는 단백질은 CD8+ T 세포를 지치게 만드는 ‘악역’으로만 알려져 왔습니다.

하지만 2026년 5월의 연구는 TOX가 CD4+ T 세포 내에서는 정반대의 역할을 수행한다는 사실을 밝혀냈습니다.[1] 

CD4+ T 세포 속의 TOX는 오히려 TH1 세포의 정체성을 굳건히 하고 이들의 공격 능력을 강화하는 조력자 역할을 합니다.[1]

똑같은 단백질이라도 어떤 세포 안에서 활동하느냐에 따라 독이 되기도 하고 약이 되기도 하는 셈입니다.

이러한 발견은 면역 치료제를 설계할 때 특정 단백질을 단순히 억제하거나 활성화하는 것이 아니라, 세포별로 정밀하게 접근해야 함을 시사합니다.

 

ZFP148: T 세포의 폭주를 막는 검문소

암세포를 공격하는 CD8+ T 세포가 왜 끝까지 힘을 내지 못하고 탈진해 버리는지에 대한 새로운 메커니즘도 공개되었습니다.

연구진은 ZFP148이라는 전사 인자가 T 세포가 강력한 효과기(Effector) 세포로 분화하는 것을 억제하는 역할을 한다는 사실을 알아냈습니다.[2]

만성적인 바이러스 감염이나 암세포가 있는 환경에서 ZFP148을 제거하자, T 세포들은 탈진하지 않고 훨씬 더 강력한 살상 능력을 갖춘 상태로 오래 살아남았습니다.[2]

특히 PD-1 억제제와 같은 기존 면역 관문 억제제와 병용했을 때 그 항암 효과가 비약적으로 상승했다는 점은 매우 고무적입니다.[2]

연구 대상주요 인자발견된 새로운 역할/기능관련 질환/효과
THK 세포EOMES, Granzyme KCD4+ 세포임에도 살상 능력 보유장내 면역 병리 매개
TOX 전사 인자TOXCD4+ T 세포의 TH1 운명 결정면역 반응 강화
ZFP148ZFP148T 세포의 효과기 분화 억제(브레이크)암세포 공격력 강화
AiolosIkzf3CD8+ 가상 기억 T 세포 생성 억제바이러스 초기 방어
[Deep Thinking] ZFP148

전사인자 ZFP148(Zinc-Finger Protein 148, 인간 상동 유전자는 ZNF148, 별칭 ZBP-89, BERF-1)는 세포의 성장, 분화, 면역 반응 및 종양 형성을 조절하는 크루펠(Krüppel) 패밀리 속 C2H2형 아연 집게 전사인자입니다.

1. 발현 시기

둥지성 발현 (Ubiquitous Expression)과 특정 조직 농축

  • ZFP148은 기본적으로 생명체의 거의 모든 조직과 발현 주기에서 기저 수준으로 발현되는 보편적(Ubiquitous) 전사인자입니다.
  • 전형적인 하우스키핑 유전자(Housekeeping gene)처럼 정상 세포의 항상성 유지에 관해 상시 발현됩니다.
  • 중요한 예외 및 농축 부위: 보편적으로 발현되지만, 특정 발현 단계나 조직에서는 그 발현량이 매우 유의미하게 급증(농축)합니다.
  • 면역계 (흉선 및 T 세포 개발): 말초 혈액이나 비장보다 흉선(Thymus)에서 발현 밀도가 압도적으로 높습니다. 특히 T 세포의 흉선 내 분화 과정(CD4+ lineage로의 결정)과 말초 T_H2 세포 분화 시기에 강하게 발현됩니다.
  • 발발 및 조직 성숙 단계: 생쥐 모델 연구 결과, 태아기(Early conceptus) 및 출생 직후의 허파 성숙(Lung maturation) 단계에서 필수적으로 발현됩니다. ZFP148이 결핍되면 허파 성숙 부전으로 태아 치사(Lethality)가 발생합니다.
  • 병리적 환경 (암 및 염증): 대장암, 위암, 간암, 유방암 환자의 종양 조직 및 대동맥류(Aneurysm)가 진행 중인 혈관 평활근 세포에서 발현이 비정상적으로 상향 조절(Upregulation)됩니다.

 

 

고형암의 성벽을 허물다: uPAR 표적 CAR-T 치료제

그동안 CAR-T 세포 치료제는 혈액암에서는 ‘기적의 항암제’로 불렸지만, 딱딱한 덩어리 형태의 고형암(폐암, 췌장암 등) 앞에서는 무력했습니다.

암세포 주위의 질긴 섬유 조직과 면역 억제 세포들이 성벽처럼 암을 보호하고 있었기 때문입니다.

2026년 5월 Cell지에 발표된 연구는 이 성벽 자체를 무너뜨리는 혁신적인 방법을 제안했습니다.[5, 6, 7]

[과학 개념] CAR-T 세포 치료제

CAR-T 세포 치료제는 환자의 T 세포에 암세포를 알아보는 인공 수용체를 붙여 다시 몸에 넣는 맞춤형 면역치료입니다.

CAR는 Chimeric Antigen Receptor의 약자입니다.

이 수용체는 항체처럼 암세포 표면 표적을 인식하고, T 세포 내부에는 강한 활성화 신호를 전달합니다.

그래서 CAR-T 세포는 특정 표적을 가진 암세포를 찾아가 공격하도록 재설계된 면역세포라고 볼 수 있습니다.

다만 고형암에서는 암세포 주변 기질, 혈관 장벽, 면역 억제 환경 때문에 CAR-T 세포가 암 조직 깊숙이 들어가거나 오래 버티기 어렵습니다.

[Deep Thinking] 고형암 미세환경과 CAR-T 저항성

고형암에서 CAR-T 치료가 어려운 이유는 암세포 자체만의 문제가 아닙니다.

종양 관련 섬유아세포, 면역억제성 골수계 세포, 비정상 혈관, 저산소 환경, 항원 이질성이 함께 작동해 CAR-T 세포의 침투와 기능을 제한합니다.

따라서 최근 전략은 암세포 하나의 항원만 표적화하는 방식에서 벗어나, 종양 미세환경 전체의 취약점을 동시에 겨냥하는 방향으로 이동하고 있습니다.

uPAR 표적 접근은 암세포와 기질세포가 공유하는 종양 생태계 표지를 공격한다는 점에서 이러한 흐름을 잘 보여줍니다.

고형암에서 미세환경과 같은 물리적 장벽 외에 저항성 원인은 다음과 같이 있습니다.

면역관문(Immune Checkpoint)에 의한 기능 상실:

고형암 미세환경(TME)에 진입한 CAR-T 세포는 암세포 및 주변 세포의 PD-L1, CTLA-4 등과 결합하여 급격히 T 세포 고갈(Exhaustion) 상태에 빠지며 효소 분비 기능(Granzyme, Perforin)을 상실합니다.

항원 이질성(Antigen Heterogeneity) 및 탈출:

고형암은 모든 세포가 동일한 표적 항원을 발현하지 않습니다. CAR-T가 특정 항원(예: HER2, EGFRvIII)을 가진 세포를 사멸시키면, 해당 항원이 없는 암세포들이 선택적으로 살아남아 증식하는 항원 탈출(Antigen escape)이 발생합니다.

참고 논문:

uPAR: 암세포와 조력자를 동시에 잡는 ‘일석이조’ 표적

연구진은 uPAR(urokinase plasminogen activator receptor)이라는 단백질에 주목했습니다.

이 단백질은 암세포뿐만 아니라, 암세포를 보호하는 주변의 기질(Stroma) 세포, 특히 노화된 섬유아세포에서 아주 높게 발현됩니다.[7, 8]

기존의 CAR-T가 성벽 안의 왕(암세포)만 노리려다 성벽에 막혔다면, 새로운 uPAR 표적 CAR-T는 성벽(기질 세포)과 왕을 한꺼번에 공격합니다.[6]

[과학 개념] 기질 세포

기질 세포(Stroma cell)는 장기나 조직의 고유한 기능을 수행하는 실질 세포(Parenchyma)를 물리적으로 지지하고, 영양을 공급하며, 조직의 항상성과 구조를 유지하는 결합 조직 세포입니다.

섬유아세포(Fibroblast), 주세포(Pericyte), 내피세포(Endothelial cell), 그리고 간엽줄기세포(MSC) 등이 대표적입니다.

기질 세포의 기능

  • 물리적 지지 및 ECM 형성: 기질 세포(특히 섬유아세포)는 콜라겐, 라미닌, 피브로넥틴 등 세포외기질(ECM)을 직접 합성하고 분비하여 조직의 3차원 입체 구조를 지성하는 기본 골격을 만듭니다.
  • 상처 치유 및 섬유화 (Fibrosis): 조직이 손상되면 기질 세포가 근섬유아세포(Myofibroblast)로 활성화되어 상처 부위를 수축시키고 결합 조직을 채워 치유를 유도합니다. 다만 이 과정이 과도하면 조직이 딱딱하게 굳는 섬유화증이 발생합니다.
  • 종양 미세환경(TME)에서의 역할: 고형암 주변의 암 관련 섬유아세포(CAF, Cancer-Associated Fibroblast)를 비롯한 기질 세포들은 암세포와 상호작용하며 암의 성장, 혈관 형성(Angiogenesis), 그리고 면역 회피를 돕는 기질 장벽을 형성합니다.

기질 세포와 결합조직 세포 차이

  • 포함 관계 (결합조직 세포 ⊂ 기질 세포): 기질 세포는 결합조직 세포보다 더 넓은 범주를 뜻하는 상위 개념입니다. 기질(Stroma)은 장기의 기능성 세포(실질, Parenchyma)를 제외한 모든 지지 구조를 총칭하기 때문에, 결합조직 세포뿐만 아니라 혈관 내피세포(Endothelial cell), 신경 지지세포 등도 기질 세포의 범주에 포함됩니다.
분류 기준결합조직 세포 (Connective Tissue Cell)기질 세포 (Stroma Cell)
핵심 관점해부학적 계통 중심: 발생학적으로 중배엽(Mesoderm)에서 유래하여 결합조직을 구성하는 세포군.기능적 구조 중심: 장기의 고유 기능 세포(실질)를 지지하고 영양을 공급하는 모든 비실질 세포.
포함되는 세포군섬유아세포, 지방세포, 연골세포, 골세포, 대식세포 및 비만세포 등.섬유아세포, 주세포(Pericyte), 혈관 내피세포, 미세아교세포(뇌), 간엽줄기세포(MSC) 등.
[과학 개념] uPAR와 종양 기질

uPAR는 세포 표면에 붙어 주변 단백질 분해와 세포 이동, 조직 재구성에 관여하는 수용체입니다.

암은 자라면서 주변 조직을 자기에게 유리하게 바꿉니다.

이때 섬유아세포, 면역세포, 혈관세포 등이 암세포를 돕는 기질 환경을 형성합니다.

uPAR가 암세포와 기질세포 모두에서 높게 나타난다면, 암 덩어리 자체뿐 아니라 암을 지탱하는 주변 생태계까지 동시에 겨냥할 수 있습니다.

 

암 생태계의 붕괴와 완치

이 치료법의 핵심은 ‘암 생태계’를 파괴하는 것입니다.

  1. 동시 타격: uPAR CAR-T는 암세포를 직접 죽이는 동시에, 암 성장을 돕는 섬유아세포와 면역을 방해하는 골수 세포들을 제거합니다.[6, 7]
  2. 노화 유도 시너지: 시스플라틴 같은 기존 항암제를 투여하면 암세포가 ‘노화’ 상태로 들어가며 uPAR 발현이 더 높아지는데, 이때 CAR-T를 투여하면 마치 불난 집에 기름을 붓는 것처럼 파괴력이 커집니다.[6]
  3. 안전성 확인: 가장 놀라운 점은 이 과정에서 정상적인 골수 세포는 거의 건드리지 않았다는 것입니다. 연구팀은 uPAR CAR-T가 암세포와 암 주변 환경에만 선택적으로 작용하여 부작용을 최소화할 수 있음을 입증했습니다.[7, 9]

이러한 접근법은 단순히 암세포만 죽이는 치료를 넘어, 암이 자랄 수 없는 척박한 땅을 만드는 ‘환경 재설계’ 치료의 시대를 열었습니다.

이는 폐암, 췌장암, 대장암 등 치료가 어려웠던 전이성 고형암 환자들에게 새로운 희망이 될 것입니다.[5, 8]

 

장내 미생물의 은밀한 공격과 방어: 줄기세포의 이중생활

우리의 장은 매일 엄청난 양의 미생물과 만나는 최전선입니다.

2026년 5월 Nature Immunology와 Nature Communications에 실린 논문들은 우리가 몰랐던 장내 면역의 미세한 메커니즘을 상세히 보여줍니다.[10, 11, 12]

장 줄기세포, “나는 사실 전사였다”

그동안 장 줄기세포(ISCs)는 장 점막이 손상되면 새 세포를 만들어 채워넣는 ‘수리공’ 역할만 한다고 생각했습니다.

하지만 최신 연구에 따르면, 장 줄기세포는 살모넬라균과 같은 침입자를 직접 감지하고 전투 모드로 전환하는 능력이 있습니다.[10, 12]

세포 안으로 침입한 살모넬라균을 발견하면, 줄기세포 내의 인플라마좀(Inflammasome) 시스템이 가동됩니다.[12]

이때 줄기세포는 재생을 잠시 멈추고, 항균 물질을 뿜어내는 ‘파네트 세포(Paneth cell)’로 빠르게 분화하여 균을 박멸합니다.[10]

만약 이 경로에 문제가 생기면 살모넬라균은 훨씬 더 쉽게 몸속으로 퍼지게 됩니다.

이는 크론병과 같은 만성 장 염증 질환 환자들이 왜 세균 감염에 취약한지, 그리고 왜 장 재생이 잘 안 되는지에 대한 중요한 단서를 제공합니다.[10, 12]

[과학 개념] 인플라마좀

인플라마좀은 세포 안에서 감염이나 손상 신호를 감지해 염증 반응을 켜는 단백질 복합체입니다.

세포는 바깥의 적만 보는 것이 아니라, 자기 안으로 들어온 세균이나 손상된 세포 구성 요소도 감지합니다.

인플라마좀이 켜지면 염증성 사이토카인이 활성화되고, 경우에 따라 감염된 세포가 스스로 죽으면서 병원체 확산을 막습니다.

장 줄기세포에서 인플라마좀이 작동한다는 것은, 줄기세포가 단순히 조직을 재생하는 세포가 아니라 감염 감시자 역할도 할 수 있음을 의미합니다.

[Deep Thinking] 장 줄기세포의 면역 기능과 조직 재생의 trade-off

장 줄기세포는 빠른 재생 능력을 유지해야 하지만, 동시에 병원체가 장 상피 안으로 침투했는지도 감지해야 합니다.

감염 상황에서 줄기세포가 파네트 세포 계열로 분화하면 항균 방어에는 유리하지만, 줄기세포 풀의 유지와 장기적 재생 능력에는 부담이 될 수 있습니다.

이것은 조직 항상성과 감염 방어 사이의 trade-off입니다.

만성 염증성 장질환에서는 이러한 균형이 무너져 장벽 방어, 미생물 조절, 줄기세포 재생이 동시에 손상될 수 있습니다.

참고 논문:

 

미생물의 분자 주사기: 공생균의 반전

우리는 흔히 나쁜 세균들만 우리 세포를 공격한다고 생각하지만, 우리 몸속에 사는 착한 공생균들도 사실 우리 세포와 매우 ‘직접적인’ 대화를 나눕니다.

ScienceDaily에서 소개된 독일 연구팀의 발견에 따르면, 무해한 공생균들도 ‘제3형 분비 시스템(T3SS)’이라는 일종의 미세 주사기를 가지고 있습니다.[13]

이 주사기를 통해 공생균은 자신의 단백질을 우리 세포 속으로 직접 주입하여 면역 반응을 조절하거나 대사 과정을 바꿉니다.[13]

이는 장내 미생물이 단순히 장에 머무는 손님이 아니라, 우리 몸의 운영체제에 직접 개입하는 능동적인 파트너임을 보여주는 강력한 증거입니다.

 

콜레라균의 변신 로봇 같은 생존 전략

콜레라균(Vibrio cholerae)이 어떻게 인간의 위산을 뚫고 장에 안착하는지에 대한 비밀도 풀렸습니다.

Nature Communications에 게재된 연구는 콜레라균의 ompU 유전자 속에 숨겨진 작은 RNA 조각이 인간 장내 생존의 핵심 열쇠임을 밝혀냈습니다.[11]

이 작은 RNA는 마치 카메라의 렌즈를 갈아 끼우듯, 균이 처한 환경에 따라 생존 모드를 자유자재로 바꿉니다.[11]

환경에 있을 때는 평범하게 살다가 인간의 몸에 들어오는 순간, 이 RNA가 작동하여 인간의 면역계를 피하고 장벽에 달라붙는 기능을 활성화합니다.[11]

이 메커니즘을 억제할 수 있다면 새로운 방식의 콜레라 예방 및 치료가 가능해질 것입니다.

 

대사와 면역의 만남: 우리가 먹는 것이 면역의 ‘기억’이 된다

최근 면역학에서 가장 주목받는 분야 중 하나는 ‘면역 대사학(Immunometabolism)’입니다.

세포가 무엇을 먹고 어떤 대사 경로를 사용하는지가 곧 그 세포의 전투력을 결정한다는 이론입니다.

2026년 5월 Nature와 PNAS에 발표된 논문들은 식단과 면역 세포의 관계를 더욱 명확히 규명했습니다.[1, 14]

[과학 개념] 면역 대사학

면역 대사학은 면역세포의 에너지 사용 방식이 면역 반응의 세기와 방향을 결정한다는 분야입니다.

면역세포는 가만히 있을 때와 전투할 때 서로 다른 연료를 씁니다.

예를 들어 빠르게 증식하고 염증 반응을 일으키는 세포는 해당과정에 크게 의존할 수 있고, 오래 살아남아 기억을 유지하는 세포는 지방산 산화나 미토콘드리아 대사와 더 깊게 연결될 수 있습니다.

따라서 같은 T 세포라도 어떤 대사 상태에 있느냐에 따라 암을 공격하는 힘, 감염을 견디는 힘, 탈진되는 속도가 달라질 수 있습니다.

 

식단이 심어준 ‘대사 기억’: T 세포의 수명을 결정하다

우리가 고지방 식단을 하거나 대사 스트레스를 받으면 T 세포도 영향을 받습니다.

Nature에 실린 연구는 식단으로 인해 형성된 ‘대사 기억’이 T 세포가 페로토시스(Ferroptosis, 철분 의존성 세포 사멸)에 얼마나 취약한지를 결정한다고 설명합니다.[1]

연구진은 잔틴(Xanthine)이라는 물질과 관련된 항산화 프로그램이 CD8+ T 세포를 세포 사멸로부터 보호한다는 사실을 발견했습니다.[1]

이 경로를 활성화하면 항암 반응을 훨씬 더 강력하게 유지할 수 있습니다.

즉, 환자에게 면역 항암제를 투여할 때 단순히 약만 주는 것이 아니라, T 세포의 대사 상태를 최적으로 만드는 식단 조절이나 대사 조절제가 병행되어야 한다는 근거가 마련된 것입니다.

[과학 개념] 페로토시스

페로토시스는 철분과 지질 과산화가 관여하는 세포 사멸 방식입니다.

일반적인 세포 자살인 apoptosis와 달리, 페로토시스는 세포막의 지방 성분이 산화되어 세포가 무너지는 과정과 관련이 깊습니다.

면역세포가 암 조직처럼 산화 스트레스가 큰 환경에 들어가면 페로토시스에 취약해질 수 있습니다.

따라서 페로토시스를 막는 대사 경로는 T 세포가 암 조직 안에서 더 오래 살아남고 기능하도록 돕는 전략이 될 수 있습니다.

 

지방을 태우는 박테리아와 저단백 식단

다이어트에 관심 있는 분들이라면 솔깃할 소식도 있습니다.

저단백 식단을 유지할 때 특정 장내 미생물 4종이 활성화되어, 몸속의 나쁜 지방인 ‘백색 지방’을 에너지를 태우는 ‘갈색 지방’으로 바꿔준다는 연구 결과가 Nature에 게재되었습니다.[9]

  • 핵심 균주: Adlercreutzia equolifaciens, Eubacteriaceae 종, Bilophila 종, Romboutsia timonensis.[9]
  • 메커니즘: 이 박테리아들은 저단백 환경을 감지하면 담즙산을 변형시켜 혈류로 보냅니다. 이 신호가 지방 조직에 도달하면 백색 지방 세포들이 베이지색(갈색 지방 특성)으로 변하며 칼로리를 태우기 시작합니다.[9]
대사 조절 인자면역/건강 영향관련 메커니즘출처
저단백 식단체중 감소 및 당뇨 개선갈색 지방 전환 유도[9]
잔틴(Xanthine)T 세포 생존력 강화페로토시스(Ferroptosis) 억제[1]
NAT10대장암 암세포 사멸 유도쿠프로토시스(Cuproptosis) 촉진[14]
캡사이신암 면역 조절면역 대사 및 조절 기능 변화[15]
[Deep Thinking] 대사 재프로그래밍과 T 세포 기능

1) 활성화에 따른 포도당 대사 재편 (Warburg Effect)

  • 메커니즘: 휴지기 상태의 Naive T 세포는 산화적 인산화를 통해 효율적으로 에너지를 얻습니다. 그러나 항원 자극(TCR + CD28 공자극)을 받으면 mTORC1 및 Myc 신호 전달 경로가 활성화되어 포도당 수송체인 Glut1의 발현이 급증합니다.
  • 효과 세포(Effector T cell)의 변화: 산소가 충분한 상황에서도 포도당을 젖산(Lactate)으로 전하는 호기성 glycolysis(Aerobic glycolysis)를 급격히 증가시킵니다. 이는 ATP 생성 속도를 높일 뿐만 아니라, 세포 증식에 필수적인 핵산, 아미노산, 지질의 합성 원료(대사 중간체)를 공급하기 위함입니다.
  • 사이토카인 조절: Glycolysis 유효성은 IFN-gamma와 같은 핵심 사이토카인의 번역(Translation)을 직접 조절합니다. Glycolysis 속도가 떨어지면 포도당 대사 효소인 GAPDH가 IFN-gamma mRNA의 3′ UTR에 결합하여 번역을 억제하지만, glycolysis가 활발하면 GAPDH가 대사에 동원되면서 IFN-gamma 억제가 풀리게 됩니다.

2) 기억 T 세포(Memory T cell)의 지질 대사 및 미토콘드리아 특성

  • 메커니즘: 장기 생존과 빠른 재활성화가 특징인 기억 T 세포는 호기성 glycolysis를 낮추고, 지질 산화(FAO, Fatty Acid Oxidation)와 미토콘드리아 산화적 인산화에 의존합니다.
  • 구조적 특징: 기억 T 세포는 미토콘드리아의 외형적 장벽을 강화하는 미토콘드리아 융합(Fusion)을 유도하고, 미토콘드리아 여유 능력을 확보하여 영양 결핍 환경에서도 장기 생존할 수 있는 대사적 회복탄력성(Metabolic fitness)을 가집니다.

3) 암 미세환경(TME)에서의 대사적 억제 원인

  • 포도당 경쟁: 암세포의 과도한 포도당 소비로 인해 TME 내 포도당이 고갈되면, T 세포의 Glut1 발현이 무력화되고 glycolysis가 차단되어 이펙터 기능(Granzyme B 분비 등)이 마비됩니다.
  • 젖산 축적의 부작용: 암세포가 뿜어낸 고농도의 젖산은 T 세포 내부와 외부의 젖산 농도 구배를 역전시킵니다. 이로 인해 T 세포 내부의 젖산 배출 수용체(MCT1)가 막히고 내부 젖산 농도가 상승하여, 대사 피드백 저해를 통해 T 세포의 증식과 활성화가 직접적으로 억제됩니다.

참고 논문:

 

혈관과 뇌를 지키는 보이지 않는 손: 특수 대식세포와 성상교세포

면역 세포는 혈류를 타고 떠돌기만 하는 것이 아닙니다.

특정 조직에 붙박이로 살면서 그 조직만의 특수한 규칙을 따르는 정교한 감시망을 구축하고 있습니다.

[과학 개념] 조직 상주 면역세포

조직 상주 면역세포는 혈액을 계속 순환하기보다 특정 장기나 조직에 머물며 그곳의 항상성을 지키는 면역세포입니다.

피부, 장, 폐, 뇌, 혈관에는 각각 다른 환경 조건이 있습니다.

조직 상주 면역세포는 그 환경에 맞춰 병원체 감시, 손상 세포 제거, 조직 재생 조절, 염증 억제 같은 일을 수행합니다.

이 관점에서는 면역계를 단순한 군대가 아니라, 각 조직의 생활 조건에 맞춰 작동하는 지역 관리 시스템으로 볼 수 있습니다.

 

혈관 상주 대식세포: 혈관 내부의 환경미화원

2026년 5월 Nature Immunology의 하이라이트 중 하나는 제브라피쉬를 이용해 발견한 ‘혈관 상주 대식세포’입니다.[1]

이들은 혈관 내벽에 딱 붙어서 마치 CCTV처럼 혈류를 감시합니다.

그러다 혈관이 다치거나 노후된 세포, 이물질이 지나가면 즉시 이를 잡아먹어 혈관의 청결과 건강을 유지합니다.[1]

이 세포들의 발견은 우리가 왜 혈관 건강을 유지해야 하는지, 그리고 혈관 질환이 발생했을 때 면역 세포가 어떤 역할을 하는지 이해하는 데 큰 도움을 줍니다.

 

뇌 종양의 ‘스파이’, 성상교세포

뇌의 성상교세포(Astrocytes)는 평소 뇌세포를 돕는 일을 하지만, 뇌종양(교모세포종)이 생기면 암세포의 꼬드김에 넘어가 면역 억제자로 변신합니다.[1]

이들은 뇌 속으로 들어오려는 면역 세포들을 차단하고, 암세포가 면역 공격을 피할 수 있도록 ‘보호막’을 쳐줍니다.[1]

따라서 뇌종양을 치료하기 위해서는 단순히 암세포만 공격할 것이 아니라, 암세포에 협력하는 성상교세포의 배신을 막는 전략이 필수적입니다.

[Deep Thinking] 조직 상주 면역세포의 장기 특이성과 이사하는 면역세포

조직 상주 면역세포는 발생 기원, 전사 인자, 대사 상태, 주변 세포와의 상호작용에 따라 장기별로 다른 기능을 획득합니다.

예를 들어 대식세포는 간에서는 Kupffer cell, 뇌에서는 microglia, 폐에서는 alveolar macrophage처럼 서로 다른 정체성을 가집니다.

  • 뇌 (Microglia – 신경망 최적화): 신경세포 간의 연결 부위인 시냅스를 실시간으로 모니터링하며, 불필요하거나 과도하게 형성된 시냅스를 잘라내어 삼키는 ‘시냅스 가지치기(Synaptic pruning)’를 수행합니다. 이를 통해 뇌의 효율적인 신호 전달망을 구축합니다.
  • 뼈 (Osteoclast – 골격 리모델링): 조혈모세포 계통에서 유래하여 뼈 조직에 상주하는 대식세포의 일종으로, 산과 단백질 분해효소를 분비하여 오래된 뼈 조직을 녹여내는 ‘골흡수(Bone resorption)’를 전담합니다. 조골세포(Osteoblast)와의 상호작용을 통해 골격의 항상성을 유지합니다.
  • 비장 및 간 (Red Pulp Macrophage / Kupffer Cell – 혈액 정화): 비장의 적색수질 대식세포와 간의 쿠퍼세포는 수명이 다하거나 손상된 적혈구를 포획하여 파괴합니다. 이 과정에서 적혈구 내부의 헤모글로빈을 분해해 철(Iron)을 회수하고 재활용하는 대사적 핵심 고리를 담당합니다.

상주가 아닌 유입되는 대식페포들은 다음과 같이 있습니다.

1) 중추신경계(뇌) 장벽 조건에 따라 이사하는 대식세포

  • 뇌의 Microglia는 혈뇌장벽(BBB)이라는 특수한 물리적 장벽 덕분에, 전신에 극심한 염증이 생기거나 골수가 파괴되더라도 외부 단핵구의 침입을 완벽히 차단하고 100% 배아 기원의 독립된 세포 풀을 유지합니다.
  • 단, 뇌졸중(Stroke), 다발성 경화증(MS), 혹은 강력한 두부 외상으로 인해 BBB가 물리적으로 파괴되는 특수한 예외 조건 하에서는 골수 유래 대식세포가 뇌 내부로 대량 유입되어 기존 Microglia와 뒤섞이게 되며, 이때는 정상적인 조직 상주 면역의 통제 메커니즘이 무력화됩니다.

2) Barrier Tissue(피부, 대장)의 빠른 턴오버(Turnover) 조건

  • 뇌나 간처럼 내부 깊숙이 보호받는 장기와 달리, 피부(Skin)나 대장 점막(Intestine)처럼 외외부 환경과 끊임없이 접촉하는 장벽 조직에서는 상주 면역 세포들이 외부 자극으로 인해 끊임없이 소모됩니다.
  • 따라서 이 조직들에서는 배아 기원의 self-renewal 능력만으로는 세포 수를 유지할 수 없으며, 평상시에도 골수 유래 단핵구가 끊임없이 유입되어 상주 대식세포로 전환되는 것이 필수적인 예외적 디폴트 조건입니다.

 

참고 논문:

 

 

참고자료

  1. Reviews & Analysis | Nature Immunology, https://preview-www.nature.com/ni/reviews-and-analysis?year=2026
  2. Gang Xin’s research works | Columbus State University and other places – ResearchGate, https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Gang-Xin-2206811893
  3. Gayathri Dileepan’s research while affiliated with The Ohio State University and other places, https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Gayathri-Dileepan-2173701841
  4. Srijana Pokhrel’s research while affiliated with The Ohio State University and other places, https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Srijana-Pokhrel-2221939840
  5. A convergent uPAR-positive tumor ecosystem creates broad vulnerability to CAR T cell therapy., https://www.broadinstitute.org/publications/broad1375636
  6. Study reveals CAR T approach for hard-to-treat solid tumors, https://www.news-medical.net/news/20260330/Study-reveals-CAR-T-approach-for-hard-to-treat-solid-tumors.aspx
  7. Cell Surface Protein uPAR May Hold the Key to Targeting Solid …, https://www.mskcc.org/news/cell-surface-protein-upar-may-hold-key-to-targeting-solid-tumors-with-car-cell-therapy
  8. Targeting the Tumor Ecosystem to Create Pan–Solid Tumor Vulnerability | CancerNetwork, https://www.cancernetwork.com/view/targeting-the-tumor-ecosystem-to-create-pan-solid-tumor-vulnerability
  9. Gut bacteria rewire fat tissue to burn more energy | Broad Institute, https://www.broadinstitute.org/news/gut-bacteria-rewire-fat-tissue-burn-more-energy
  10. Gut stem cell research points toward new strategies for controlling bacterial spread, https://azertag.az/en/xeber/gut_stem_cell_research_points_toward_new_strategies_for_controlling_bacterial_spread-4187203
  11. Hidden small RNA determines if cholera bacterium can infect humans, https://www.stjude.org/media-resources/news-releases/2026-medicine-science-news/hidden-small-rna-determines-if-cholera-bacterium-can-infect-humans.html
  12. Intestinal stem cells identified as active defenders against Salmonella infection, https://www.news-medical.net/news/20260512/Intestinal-stem-cells-identified-as-active-defenders-against-Salmonella-infection.aspx
  13. Scientists find gut bacteria inject proteins that control your immune system – ScienceDaily, https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260326080752.htm
  14. PNAS – Explore High-Impact Scientific Research Across Disciplines from One of the World’s Most-Cited Journals, https://www.pnas.org/
  15. Frontiers in Immunology, https://www.frontiersin.org/journals/immunology

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