성숙한 면역세포 호중구도 특정 자극을 받으면 미토콘드리아 대사를 다시 켤까요?

상세 설명

호중구는 매우 풍부하게 존재하는 선천면역 세포로, 골수의 골수계 전구세포에서 지속적으로 만들어진다. 분화한 호중구는 숙주 방어에 필수적인 다양한 효과기 기능을 수행할 수 있다. 이 연구는 호중구의 분화와 활성화 과정에서 미토콘드리아 대사를 정량적으로 이해하고, 이 대사가 호중구 기능에 미치는 영향을 밝히고자 했다.

이 실험실 실험 연구에서는 분화 과정의 대사 재편을 살펴보기 위해 생쥐 ER-Hoxb8 골수계 전구세포 유래 호중구와 인간 유도만능줄기세포 유래 호중구를 모델로 사용했다. 활성화 과정의 대사 재편을 살펴보기 위해서는 분화한 ER-Hoxb8 호중구와 인간 일차 호중구에 이오노마이신, 요산일나트륨 결정, 포르볼 12-미리스테이트 13-아세테이트 등 다양한 자극을 가했다. 동위원소 추적, 세포외 플럭스 분석, 대사체학, 형광 수명 영상 현미경법으로 세포 대사를 분석한 결과, 미토콘드리아 대사가 역동적으로 변화하는 것으로 나타났다.

호중구가 성숙하면서 미토콘드리아 대사는 급격히 감소했고, 에너지 생산은 산화적 인산화에서 벗어나는 방향으로 전환되었으며, TCA 회로를 통한 포도당 산화도 크게 줄었다. 그럼에도 성숙한 호중구는 미토콘드리아 대사를 수행할 능력을 유지했다. 특정 자극을 받으면 TCA 회로가 빠르게 활성화되었다.

미토콘드리아 피루브산 운반체 억제제는 이러한 TCA 회로의 재활성화를 줄이고 호중구 세포외 덫의 방출을 억제했다. 이 억제제 처리는 호중구의 산화환원 상태, 이동, 세포자멸사에도 영향을 미쳤지만, 전반적인 생체에너지 대사는 유의하게 바꾸지 않았다.

연구진은 미토콘드리아 대사가 역동적으로 재편되며 호중구에서 중요한 역할을 한다고 결론지었다. 또한 호중구 반응의 조절 이상이 염증을 유발하고 병리적 변화에 기여하는 여러 상태에서 미토콘드리아 피루브산 운반체 억제제가 치료 잠재력을 지닐 수 있다고 보았다.