KOSEN 한인과학기술자네트워크

“질문 1. Cytokine은 어떤 물질인가요?“ Cytokine: 세포외 신호 전달 물질(단백질)로 세포간의 커뮤니케이션을 중재해주는 중개자 역할을 합니다. 이는 세포에서 만들어져서 주변 세포(자기자신 포함)에 신호를 전달하는데 전달과정은 세포의 수용체(cytokine receptor)에 결합하여 이를 이용하여 세포내로 특정 신호를 전달합니다. “질문 2. 왜 생명공학자들이 cytokine에 관심을 갖는 것인가요?“ 앞서 설명드린 것 처럼 세포의 삶을 조절할 수 있는 기능이 있어 많은 관심을 갖고 있습니다. 예를 들면, 치매는 신경세포의 퇴행에서 비롯된다고 하는데 신경세포의 퇴행을 중재하는 cytokine을 찾는다면 질병 치료에 도움이 되겠죠. “질문 3. Cytokine을 고감도로 측정하는 기술이 미래에 필요한 것인가요?“ cytokine을 측정하기 위한 기술은 ELISA 방법이라고 해서 각각의 cytokine에 맞는 키트가 상용화되고 있습니다. 어느 정도의 고감도를 말하시는지는 모르겠지만 현재 사용되는 방법으로도 충분하지 않은가 생각됩니다. 도움이 되셨는지 궁금하네요.^^

질문 1. Cytokine은 어떤 물질인가요? 호르몬에 대해서는 잘 알고 계실 것으로 생각됩니다. 생체는 장기나 세포가 서로 유기적으로 협력하여 생명현상을 유지해 갑니다. 장기가 서로 인접해 있을 수도 있지만 멀리 떨어져 있기도 합니다. 그렇다면 어떻게 멀리 떨어져 있는 장기끼리 서로 소통을 하며 유기적인 협력체제를 유지할 수 있을까라는 의문이 생깁니다. 예를 들면 밥을 많이 먹어서 배가 부르다라는 것을 어떻게 인지할 수 있을까 하는 문제들이죠. 이렇게 멀리 떨어져 있는 장기간의 소통을 위해서 생체는 전령 제도를 두어 활용하고 있습니다. 생체는 혈관이라는 도로망이 잘 닦여 있어 전령이 이동하는 아주 쉬운일이죠. 그러면 전령은 어떻게 한 장기에서 다른 장기로 메세지를 선택적으로 전달하느냐의 문제가 있습니다. 이는 세포나 장기는 수용체라는 단백질을 발현하기 때문에 전령의 메세지를 특이적으로 전달 받을 수 있습니다. 이렇게 혈류를 따라 이동하는 전령을 호르몬이라 부릅니다. 그러나 아주 가까운 거리의 경우 굳이 혈류를 따라 이동할 필요가 없습니다. 이렇게 혈류를 통하지 않고 세포와 세포 또는 장기와 장기 사이의 소통을 매개하는 분자를 cytokine이라고 합니다. 그러나 두 개의 용어는 혈류를 거쳐서 장거리로 전달하느냐에 따라 분류되는 것이기 때문에 하나의 분자가 cytokine으로 작용할 수도 호르몬으로 작용할 수도 있기 때문에 구분이 모호한 경우가 많고 전통적으로 생물학계에서 불려온 데로 명명하는 경우가 많습니다. 질문 2. 왜 생명공학자들이 cytokine에 관심을 갖는 것인가요? 세포와 세포, 장기와 장기간의 소통의 역할을 하기 때문이지요. 예를 들면 어떤 한 세포가 바이러스에 감염되었는데 주변 세포와 소통을 하지 않는다면 바이러스는 무차별적으로 주변세포로 감염범위를 넓혀갈 것입니다. 세포가 바이러스에 감지되었음을 주변세포에 알려주면 이에 대해 대항할 수 있는 체제를 만들어 갈 수 있죠... 이런 것이 면역반응이 되는 것입니다. cytokine은 이렇게 유기적인 소통을 통해 굉장히 다양한 생명현상의 영위에 관련하고 있기 때문에 매우 중요합니다. 그러므로 cytokine이 정상치 보다 많거나 적으면 곧 바로 인체 질환으로 직결된다는 점이죠. 또한 이런 cytokine의 변화는 질환을 진단할 수 있는 좋은 생체지표물질이 될 수 있다는 점입니다. 질문 3. Cytokine을 고감도로 측정하는 기술이 미래에 필요한 것인가요? 가장흔한 방법은 항체를 이용한 면역분석법입니다. 예전에는 radioimmunoassay (RIA)가 다수였지만 이제는 많이 감소되었고, 현재는 Enzyme immunoassay (EIA)를 많이 사용하고 있습니다. 일반적으로 pico gram 수준까지 확인이 가능합니다. 그러나 현재의 분석법은 한번 분석에 한 종류의 사이토카인의 양을 측정하는 방법이기 때문에 제약이 있습니다. 그러므로 이를 극복하기 위해 단중분석 (multiplex assay) 기술들이 많이 나오고 있습니다. 물론 항체를 사용한다는 점에서는 면역분석기술이지만 나노기술과 접목되어 색깔이나 형광이 서로다른 나노입자에 다양한 종류의 항체를 접착시켜 한번 실험에 여러 종류의 사이토카인을 분석하는 기술들이 많이 개발되고 있습니다. 물론 Lab-on-a-chip 등의 기술로도 적용이 가능합니다. POC 도 활발하게 연구되고 있죠... 고감도와 고선택의 문제는 조금 나누어 생각을 해야 할 것 같습니다. Analytical sensitivity와 specificity는 분석법 자체가 생체시료에서 얼마냐 미량의 검체를 특이적으로 검출해 내느냐의 문제입니다. 한편 clinical sensitivity와 specificity는 임상적으로 진단이 된 시료를 얼마나 정확하게 분석하느냐의 문제죠. 결국 clinical sensitivity는 환자를 환자라고 판단할 수 있느냐의 문제이며, clinical specificity는 정상인을 정상인으로 진단할 수 있느냐의 문제입니다. 이 모든 것은 항상 요구되는 상황이며 여기에 덧붙인다면 POC가 아니라면 automation이 가능하냐의 문제와 측정시간 등도 중요하겠죠.