배경: 간세포암은 가장 흔한 primary liver cancer로 전세계 암 사망율의 3 위를 차지하고 있는 난치성 질환으로서 새로운 치료 방법의 개발이 매우 시급한 상황이다. 본 연구는 암 세포 치료제의 새로운 후보로서 생체 간이식 시 얻어지는 간 관류액 내 감마 델타 T세포를 제시하였다. 간 관류액 내 림프구는 말초 혈액 림프구와 비교하였을 때 간에 존재하는 면역 세포에 가까운 특성을 가지고 있어서 간 면역세포를 연구할 수 있는 매우 좋은 수단을 제공한다. 생체 간이식이 매우 활발한 한국에서는 간 관류액 내 림프구 세포를 얻기가 상대적으로 용이하여 큰 장점이 될 수 있다. 또한, 연구에 사용된 감마 델타 T 세포의 경우 알파 베타 T세포와 달리 MHC 분자의 제약을 받지 않음으로 graft versus host disease (GvHD)를 일으킬 가능성이 매우 낮고 제 3 자의 공여자 세포를 이용할 수 있어 기존 세포 치료제의 훌륭한 대안이 될 것으로 생각되어진다.
방법: 간 관류액 내 감마 델타 T세포와 말초 혈액 감마 델타 T세포의 간암 세포주에 대한 세포 살상능력을 비교하기 위하여 실험관 내 lactate dehydrogenase (LDH) assay를 수행하였다. 또한 생체 내 실험으로 면역 결핍 생쥐에 CFSE 표지된 간암 세포주와 간 관류액 내 감마 델타 T세포를 복강 내 주사하여 세포 독성능을 평가하였다. 그 다음으로 Zoledronate, IL-2, 그리고 IL-15 사이토카인의 조합으로 14 일동안 배양 후 유세포 분석을 통하여 세포 살상에 관여하는 세포 표면 수용체의 발현을 비교하였다. 선별된 세포 표면 수용체에 대한 차단 항체를 처리 후 실험관 내 LDH assay를 수행하여 각 수용체의 세포 살상에 대한 기여도를 측정하였다.
세포 표면 수용체 외에 또다른 세포 살상 기전으로 암세포의 표면에 발현하는 인항원에 의한 Vδ2 감마 델타 T세포의 활성화를 제시하였고 이를 입증하기 위하여 간암 세포주 및 전립선암 세포주에서 인 항원의 발현을 pyrophosphate assay를 통하여 측정하였다.
결과: 말초 혈액 단핵구 내 감마 델타 T세포에 비해 간 관류액 내 감마 델타 T세포의 간암 세포주에 대한 높은 세포독성능을 실험관 내, 생체 내 실험을 통하여 확인하였다. 특히 자연 살상 세포 민감성 세포주인 SNU398 보다 자연 살상 세포 저항성 세포주인 Huh7 에 대하여 더욱 높은 세포독성을 보이는 것을 확인하였다. 세포살상 기전으로는 자연 살상 세포와 발현을 함께하는 다양한 세포 표면 수용체 및 암세포 표면에 발현하는 인 항원에 의한 감마 델타 T세포의 활성화를 제시하였고 실험관 내 실험을 통해 Huh7 에 대한 높은 세포 독성의 경우 Huh7 표면의 높은 인항원의 발현에 의한 것임을 확인하였으며 SNU398 은 세포 표면 수용체 NKG2D와 해당하는 리간드 간의 결합에 의한 것임을 LDH assay 통해 확인하였다. 간암 세포주 뿐만 아니라 전립선암 세포주에 대해서도 간 관류액 내 감마 델타 T세포의 세포 독성 및 살상 기전을 조사하였으며 전립선 암의 경우 인항원의 발현뿐만 아니라 세포 표면 수용체 및 리간드의 결합이 세포살상에 기여하는 것임을 확인할 수 있었다.
결론: 간 관류액 내 감마 델타 T 세포가 말초 혈액 단핵구 감마 델타 T 세포보다 간암 세포주에 대해 높은 세포 독성을 보이는 것을 확인하였다. 특히 자연 살상세포 저항성 세포주인 Huh7 이 효과적으로 간 관류액 내 감마 델타 T 세포에 의해 제거 됨을 확인하였다. 암세포 살상 기전으로 간 관류액 감마 델타 T 세포는 인 항원에 의한 활성화 그리고 세포표면 수용체를 활용함을 알 수 있었으며 이는 암세포 종류에 따라 다른 것을 실험을 통해 확인하였다.