세포 일부를 뜯는 행동은 언제 치명적으로 바뀔까

초파리 난소에서 이동하는 경계세포는 주변 영양세포의 일부를 뜯어 먹는다. 이번 연구는 지속 활성형 RacG12V를 발현한 경계세포가 더 큰 조각을 뜯어내면서 영양세포의 손상과 사멸을 유발한다는 사실을 밝혔다. 정상 상태의 비치명적인 부분 포식이 치명적인 과정으로 바뀌는 세포·분자 기전을 분석한 결과다.

Rac는 세포 모양과 이동, 주변 물질의 대량 흡수, 포식작용을 조절하는 소형 GTP가수분해효소(GTPase)다. 연구진은 앞서 초파리 경계세포에 RacG12V를 발현시키면 이웃 영양세포를 잡아먹게 된다는 관찰을 바탕으로, 포유류의 Rac 강화 키메라 항원 수용체 대식세포(RaceCAR-M)를 개발했다고 설명했다. 이번 논문의 중심 질문은 초파리의 소수 경계세포가 자신보다 훨씬 큰 영양세포를 어떻게 죽이는가였다.

큰 물어뜯기 뒤 손상과 사멸 신호가 확산됐다

연구진은 정상 경계세포도 영양세포 사이를 이동하면서 이웃 세포의 일부를 뜯어 먹는다는 사실을 확인했다. 세포 전체를 삼키지 않고 일부를 떼어내는 이 행동을 트로고시토시스(trogocytosis)라고 한다. RacG12V를 발현한 경계세포는 더 큰 조각을 뜯어냈으며, 이러한 물어뜯기는 영양세포에 치명적 손상을 일으켰다.

큰 물어뜯기 뒤에는 생식세포 영역의 빠른 수축, 핵 손상, 세포 사멸에 관여하는 카스파아제의 활성화가 나타났다. 카스파아제 활성화는 영양세포들이 세포질로 연결된 합포체를 따라 퍼졌으며, 이어 주변의 여러 체세포성 여포세포도 죽어가는 생식세포를 포식하는 데 가담했다. 소수 세포에서 시작한 변화가 더 큰 세포 집단의 손상과 제거로 이어진 셈이다.

Rac와 포식 수용체 Draper는 비치명적·치명적 트로고시토시스 모두에 핵심적으로 관여했다. 특정 유전적 변화를 지닌 세포 집단을 살피는 클론 분석에서는 집단 규모에 따른 차이도 드러났다. RacG12V를 발현하는 작은 여포세포 집단은 인접 여포세포의 카스파아제 활성화를 유도했지만, 생식세포 사멸을 일으키려면 더 큰 집단이 필요했다. 제공된 초록에는 집단별 세포 수나 효과 크기, 통계값이 제시되지 않았다.

여러 살상 경로와 항암 연구의 후속 질문

세포를 죽이는 경로가 Rac 과활성화에만 한정되지는 않았다. 경계세포에서 Draper 발현량이나 JNK 활성을 높였을 때도 Rac 비의존적으로 생식세포 사멸이 발생했다. 연구진은 이를 경계세포의 살상 기능을 여러 기전으로 활성화할 수 있음을 보여주는 결과로 해석했다.

이번 결과는 부분 포식의 크기와 주변 세포의 반응을 함께 살펴야 할 근거를 제공한다. 세포 일부를 뜯는 행동이 관찰되는지와 표적세포가 실제로 죽는지는 구분해 평가할 문제다. 주변 세포의 손상과 추가 포식까지 이어지는 과정도 후속 연구에서 확인할 대상이다.

확인한 자료는 초파리 난소 연구의 초록으로, 포유류 RaceCAR-M 개발은 연구 배경에 해당한다. 초파리에서 밝힌 과정이 포유류 종양에서도 재현되는지, 항암 세포치료의 안전성과 효능 개선으로 이어지는지는 이 자료만으로 판단하기 어렵다. 환자 치료 효과를 검증한 결과로 받아들일 근거도 없다.

출처: PNAS 논문 「Hyperactive Rac converts sublethal to lethal trogocytosis in vivo.」의 Europe PMC 서지 정보와 초록.