Lipopolysaccharide-binding protein에 의한 Lipopolysaccharide 전달 기작

Abstract

선천성 면역계에 속하는 일부 세포의 표면 수용체들은 미생물별로 특이적으로 존재하는, 특정 패턴을 가진 분자를 인식하여 미생물의 존재를 감지하고 염증반응을 일으켜 숙주에 감염된 미생물을 제거한다. 그러나, 미생물이 혈액에 감염되거나 국부적으로 심각한 감염이 발생하면 과도한 염증반응이 전신에 걸쳐 일어나는 패혈증이 발생한다. 세계적으로 사망률이 세 번째로 높고 발생율이 매년 증가하는 질병임에도 불구하고 아직 패혈증에 특이적인 치료제가 없는 실정이다. 이를 해결하기 위해서 패혈증에 관한 연구가 계속되고 있다. 본 연구팀은 패혈증 원인균의 60% 이상을 차지하는 그람 음성균에 의한 염증반응을 이해하기 위해 Toll-like receptor 4 (TLR4)가 관여하는 면역반응의 초기 기작을 투과전자현미경 분석법을 이용하여 밝히고자 하였다. TLR4는 그람 음성균의 외막 구성 성분인 lipopolysaccharide (LPS)를 감지하여 TRAM/TRIF, MyD88 등을 통한 신호를 활성화시킴으로써 염증반응을 일으키게 하는 cytokine들이 분비되게 한다. 그런데, TLR4는 Lipopolysaccharide-binding protein (LBP)과 Cluster of differentiation 14 (CD14)의 도움에 의해 소량으로 존재하는 그람 음성균을 빠르게 인지하여 염증반응을 신속하게 일으킬 수 있다. LBP가 LPS aggregate와 결합한 다음 LPS 분자를 CD14로 운반해 주고, 직접 신호를 활성화시킬 수 없는 CD14는 LPS 분자를 TLR4로 전달하기 때문인 것으로 밝혀져 있다. 그러나 LBP가 LPS 및 CD14와 어떻게 상호작용하는지, LBP에 의해 LPS가 CD14로 어떻게 전달되는지는 아직 밝혀지지 않았다. 이를 이해하기 위해서는 구조생물학적 연구가 필수적이다. 본 발표에서는 LBP와 LPS의 결합 및 LBP에 의한 LPS의 전달 기작을 연구하기 위해 negative stain electron microscopy와 single particle analysis가 어떻게 활용되었는지를 소개하고자 한다.