자연 살해 세포(NK)는 인간의 면역 체계에서 중요한 역할을 하는 백혈구의 일종입니다. 이들은 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 탐지하고 파괴하는 데 특화되어 있습니다. 다른 면역 세포와 달리 NK 세포는 표적 세포와 사전 접촉 없이 기능할 수 있으므로 새로운 위협에 대한 중요한 첫 번째 방어선이 됩니다.
중국과학원(CAS) 중국과학기술대학교(USTC)의 Tian Zhigang 교수와 Peng Hui 교수가 이끄는 연구팀은 북경대학교 Zhang Zemin 교수와 협력하여 다양한 암 유형과 조직에서 자연살해(NK) 세포의 변화를 밝혀냈습니다. 그들은 비정상적인 항종양 기능을 나타내며 특히 종양 미세환경에서 번성하는 NK 세포의 특정 하위 집단을 확인했습니다. 그들의 연구 결과는 최근 Cell 저널에 게재되었습니다.
암세포를 직접 죽이는 능력으로 이름 붙여진 NK세포는 면역치료 분야의 강력한 경쟁자로 자리매김해 혈액암 치료에 탁월한 효능을 보이고 있다. 그러나 다양한 조직 미세환경에서 다양한 표현형과 기능을 지닌 NK 세포의 이질성으로 인해 고형 종양 치료에 적용하는 데 어려움이 있습니다.
수년 동안 Tian 교수와 Peng 교수 팀은 다양한 조직에서 NK 세포의 이질성을 연구해 왔습니다. 본 연구에서 연구자들은 716명의 환자와 47명의 건강한 개인으로부터 총 1,223개의 샘플을 포함하여 24가지 암 유형에 걸친 광범위한 단일 세포 전사체 데이터 세트를 수집했습니다. 그들은 처음으로 포괄적인 범암 수준에서 5개의 서로 다른 CD56brightCD16loNK 세포 하위 유형과 9개의 CD56dimCD16hiNK 세포 하위 유형을 식별했습니다. 이들 이소형의 표현형 및 기능적 다양성은 주의 깊게 특성화되었습니다.
연구진은 이 광범위한 데이터 세트를 통합하여 암 유형 전반에 걸쳐 NK 세포 하위 유형 구성에 대한 선호도를 관찰했습니다. 특히, 종양, 인접 조직 및 말초혈액에서 NK 세포 아형의 분포는 유의한 차이를 보였습니다. 연구진은 첨단 생물정보학 기술을 사용하여 RGS1 유전자가 비혈액 NK 세포에서 높게 발현된다는 사실을 확인했습니다. 전사 수준에서 RGS1은 기존 조직 상주 마커에 비해 상당한 특이성과 민감도를 보여줍니다.
연구진은 종양 미세환경을 조사함으로써 종양 문제가 매우 풍부한 DNAJB1+CD56dimCD16hiNK 세포 그룹을 발견했습니다. 이 그룹을 분석한 결과 세포 독성이 감소하고 억제 수용체가 증가했으며 스트레스 관련 단백질 수준이 증가한 기능 장애 표현형이 나타났습니다. 이 하위 유형을 "종양 관련 NK 세포"(TaNK 세포)라고 하며, 이는 NK 세포의 풍부함이 암 환자에게 유익하다는 전통적인 이해를 뒤집습니다. 대조적으로, TaNK 세포는 다양한 암 유형에서 나쁜 예후와 강한 연관성을 나타내며 면역요법에 상당한 내성을 보입니다.
또한 연구진은 LAMP3+ 수지상 세포(DC)가 NK 세포 기능의 핵심 조절자라는 사실을 발견했습니다. 공간 분포 데이터 분석에 따르면 LAMP3+DC에 가깝게 위치한 NK 세포는 세포독성 활성이 약화되는 것으로 나타났습니다. 이러한 관찰은 LAMP3+DC가 종양 미세환경에서 NK 세포 기능에 비정상적인 조절을 행사할 수 있음을 시사합니다.