사이토카인, Cytokine, 세포 분비 단백질, 면역 반응, 염증 반응, 세포 신호 전달, 사이토카인 폭풍, 스트레스, 우울증

사이토카인
Cytokine

 

사이토카인은 세포가 분비하는 단백질로, 면역 반응과 염증 반응에 관여하는 물질. 세포 신호 전달에 중요한 역할을 하며, 숙주 방어와 손상 치유 과정에도 관여

 

사이토카인 특징

세포 표면 수용체와 상호 작용하여 활성화
세포 증식, 분화, 활성화 등에 관여
염증, 조혈에도 관여
숙주에게 프로 또는 항 염증 효과를 나타낼 수 있다
종양 세포와 같은 전염병에 세포 독성 효과를 발휘할 수 있다

 

사이토카인 종류

림프 카인 또는 인터루킨 (ILS)
모노킨
인터프론
화학 작용 인자
변형 성장 인자 (TGF)
종양 괴사 인자 (TNF)

 

사이토카인은 인체에서 그 역할이 중요하기 때문에 치료제 개발의 주요한 대상이며, 이미 다수의 품목이 치료제로 판매되고 있다. 

 

사이토카인은 세포를 의미하는 그리스어 어원 cyto와 움직임을 의미하는 그리스어 어원 kine의 합성어로, 세포 신호 전달에 사용되는 비교적 작은 크기의 다양한 단백질들을 일컫는다. 역할은 다양한데 특히 면역세포가 세균이나 바이러스에 대항하기 위한 지원군을 부르는 신호수단으로 사용된다. 가령 대식세포, 림프구, NK세포 등이 외부 항원을 만나면 싸움과 동시에 사이토카인을 만들어내고 이 자그마한 단백질을 통해 주변 면역세포들이 모여들게되고 모인 면역세포는 또 사이토카인을 만들어내 연쇄반응으로 더많은 면역세포를 부른다. 간혹 면역반응이 너무 과다하여 사이토카인이 너무 많이 배출되면 일시적으로 신호체계에 오류가 발생하고 자칫 면역세포가 정상세포들을 공격하기도 하는데 이를 흔히 사이토카인 방출 증후군(사이토카인 폭풍)이라 부른다. 주로 면역반응이 활발한 20~30대 젊은층에서 발발하고 신종질병이나 변이바이러스등 새로운 항원에 대해 발생되기 쉽다. 일단 발생하면 그 예후가 좋지않다.  

기본적으로는 면역 체계의 관리에 주요한 기능을 하며, 호르몬 대비 대단히 낮은 농도로 시스템 전체에 작용을 하는 경우가 많다. 일반적으론 면역쪽으로 많이들 사용하지만, 면역 외의 다른 기능도 많이 가지고 있다. 

 

 

다양한 사이토카인 수용체에 붙어서 작용을 한다. 보통은 해당 수용체 아래에 붙어있는 복잡한 신호 전달 체계에 따라서 특정한 회로를 작동시키거나 (예: 세포 자살, 세포 분화 등) 또는 특정한 회로를 막아서 길항작용을 일으킨다. 그리고 두 개 이상의 사이토카인이 작용하면 그 결과는 더욱 복잡해지며, 수용체의 숫자나 밀도, 발현 여부 등에 따라서도 또 복잡한 효과를 일으키게 된다. 지금도 많은 생물학자들이 해당 연구를 논문으로 쏟아내고 있는 중. 

가장 일반적이라고 할 수 있는 사이토카인의 역할은 염증이나 감염에 대한 면역 반응이다. 감기 걸리면 열 오르고 재채기하고 가래 나오고 그러다 낫고 하는 것이 다 사이토카인의 효과. 그리고 자가면역질환에서도 중요한 물질이다.  

사이토카인은 스트레스와도 관련되어 있다. 신체가 스트레스를 받으면 신경계에서 면역계를 활성화하여 사이토카인을 분비하게 한다. 왜냐하면 구석기시대에는 스트레스를 받을 만한 상황(다른 동물의 위협,싸움 등)이면 높은 확률로 몸에 상처가 났고, 상처를 통해 외부의 박테리아나 기생충이 들어오기 때문에 면역력을 증강시켜 이들을 더 쉽게 이겨내도록 하는 게 유리했기 때문이다. 여기서 신기한 것은 우울증인데, 우울증의 주요 증상인 식욕 감퇴나 흥미 상실 등은 사이토카인이 일으키는 면역 반응과 많이 유사하고 실제로 병에 걸린 사람들이 우울증에 더 많이 걸린다. 어쩌면 우울증과 면역계는 사이토카인을 매개로 한 중요한 관계인지도 모른다.  

 

 

종류

 

역할에 따라

최초로 발견된 사이토카인은 인터페론 I (1957년)이다. 이후 다양한 면역세포에서 다양한 물질이 발견되었고, 이름이 하도 복잡해지다 보니 좀 정리하자고 해서 림프구에서 나오니까 림포카인lymphokine'이라고 했다가 '모노사이트나 대식세포에서 나오는 건 모노카인'. 결국 그냥 세포에서 나와 세포로 간다고 퉁쳐서 사이토카인이 되었다.  

인터루킨 계열: 면역세포끼리 작용하는 물질을 퉁친다.
림포카인 계열: 임파구에서 나오는 물질을 퉁친다.
모노카인 계열: 단핵구(대식세포 포함)에서 나오는 물질을 퉁친다.
인터페론 계열: 항바이러스 항암 작용이 있는 물질을 퉁친다.
CSF 계열: 골수에서 만들어지는 세포군들 (그러니까 온갖 혈구들)에 작용하는 물질을 퉁친다.
케모카인 계열: 케모탁시스라고 부르는, 화학물질에 대한 작용을 매개하는 물질을 퉁친다. 

 

 

구조에 따라

알파나선 구조가 뭉쳐서 만들어지는 타입들
IL-1 계열
IL-17 계열
TGF 계열

 

면역계

사이토카인 폭풍

사이토카인 폭풍

 

 

사이토카인은 신체의 면역체계를 조절하는 물질로, 스트레스와 우울증과 관련

사이토카인과 스트레스, 우울증

스트레스와 우울증은 사이토카인 경로의 활성을 높여 면역세포가 글루코르티코이드의 영향을 받지 못하게 
사이토카인 가설은 우울증에서 세로토닌 등의 신경전달물질이 고갈되거나, pro-inflammatory cytokines의 증가로 우울증상이 나타날 수 있다고 설명
만성적인 스트레스는 우울증의 소인이 있는 사람에게 증상을 발현시키는 위험 인자로 작용

  
사이토카인 폭풍 
사이토카인 폭풍은 면역물질인 사이토카인이 과도하게 분비되는 현상으로, 면역 과민반응으로 정상세포를 공격
이로 인해 뇌를 포함한 신체 여러 곳에 염증반응이 생겨 혈액이 응고되고 장기가 손상될 수 있다.