사이토카인(Cytokine)
사이토카인(cytokine)은 면역세포가 분비하는 단백질의 총칭이다.
쉽게 말해 세포간의 의사소통을 원활하게 하는 세포간의 언어와도 같은
단백질 분자들로써 면역체계신호전달물질이다.
일부 일반 세포와 면역계의 세포들이 분비하며
그 자신을 분비한 모세포 및 인근세포에 작용하는데,
각각이 의미하는 뜻(작용)은 모두 다르다.
사이토카인은 분비된 후 다른 세포나 자신에게 영향을 줄 수 있다.
즉, 대식세포의 증식을 유도하거나 자기 자신의 분화를 촉진하기도 한다.
사이토카인을 연구함으로써, 암세포의 증식이 활성화되면
왜 면역기능이 붕괴되는지, 어떤 부분의 실마리를 풀어
면역력의 기전을 풀 수 있는지에 대한 해답이 계속 제시되고 있다.
어떤 특이한 물질이 분비되는 것 까지는 포착이 되었는데,
그 역할이 밝혀지지 않아 치료기전을 해석할 수 없는 경우도 많았었다.
특정한 병원성 미생물에 대한 면역반응은
미생물에 따라 적절한 형태로 일어나야 한다.
예를 들어, 수용성 독소에 대한 면역반응은 항체에 의하여 나타나
독소의 작용을 중화하여야 하며,
반면에 세포내에 증식하는 바이러스에 대한 면역반응은
포매개성 면역반응으로 나타나 감염된 세포를 파괴하여야 한다.
이와 같이 면역반응이 어떠한 방향으로 유도되느냐 하는 것은
상당한 부분 T cell 특히 helper T cell이
어떤 종류의 사이토카인을 생산하느냐에 달려있다는 연구 결과들이 많이 있다.
helper T cell은 면역반응을 조절하는 세포로 세포표면에 CD4를 가지고 있기 때문에
CD4 T cell이라고도 한다.
이들 CD4 T cell들은 그들이 생산하는 사이토카인의 종류에 따라
TH-1과 TH-2의 두 가지 그룹으로 나눌 수 있다.
TH-1 cell은 지연성과민반응(delayed type hypersensitiviy)이나
세포독성 T cell 반응과 같은 세포매개성 면역반응을 촉진하며,
또한 IgG급의 항체생산을 촉진하여
대식세포에게 세균이 잘 잡아먹히도록 하기도 한다.(opsonization)
반면에 TH-2 cell은 주로 호산구(eosinophil)를 활성화하기도 하며,
B cell을 활성화하여 주로 IgE 급 항체의 생산을 촉진한다.
Th-1과 TH-2 cell의 사이토카인 분비 능력의 차이가
이들 구 세포의 기능을 좌우한다.
TH-1 cell이 분비하는 IFN-γ는 대식세포를 활성화하여
대식세포의 미생물 살해능력을 증가시키며,
TH-1 cell의 분화를 촉진하는 IL-12를 만들어내게 하기도 한다.
IFN-γ는 또한 B cell에 작용하여 IgG급의 항체 생산을 촉진하는
switch를 증가시킨다.
그 외에도 IFN-γ는 염증반응을 촉진하여 지연성과민반응과 같은 반응도 유도하며,
세포독성 T cell의 생산도 도와준다.
TH-2 cell은 IL-4와 IL-5를 분비하여 IgE 생산을 촉진하고
호산구의 활성화를 유도하여 기생충에 대한 면역 반응을 촉진한다.
TH-1과 TH-2는 원래 시험관에서(in vitro) 장기간에 걸친
T cell cloning을 통하여 얻어졌으나,
실제로도(in vivo) 이들 세포들은 특정한 염증성 질환에서 확인되기도 한다.
대부분의 건강한 사람에서는 많은 helper T cell들이 TH-1과
TH-2의 사이토카인 생산을 보여주지 않고,
이들 두 가지 세포의 사이토카인을 모두 생산하는 것으로 보여진다.
분리된 T cell 클론 중 TH-0 그룹의 세포들은 IL-2, IL-4, IL-5, IFN-γ, IL-10 등의
사이토카인을 생산하는 것으로 확인되었다.
아마도 TH-1과 TH-2 cell이
이들 TH-0 형의 T cell로 부터 얻어지지 않나 생각되기도 한다.
비록 TH-1과 TH-2 cell이 정확하게 어떻게 얻어지는 지는 잘 모르지만,
면역반응이 어떠한 형태로 나타나느냐 하는 것은 TH-1 cell이 유도되었느냐
아니면 TH-2 cell이 유도되었느냐와 관련이 깊어 보인다.
또한 어떤 종류의 helper T cell이 활성화되느냐 하난 것도
사이토카인에 의하여 영향을 받는 것으로 조사되었다.
특히, IL-4는 TH-2 의 활성화에 중요하며,
IL-12는 TH-1의 할성화에 중요한 것으로 알려져 있다.
세포 내에서 증식하는 미생물에 의하여 활성화된 대식세포는
주요한 IL-12의 생산자로 알려져 있으며,
이들 세포에 의하여 활성화된 T cell은
주로 TH-1 그룹의 세포로 분화되는 것으로 이해되고 있다.
반면에, IL-4의 생산은 TH-2의 분화에 매우 중요한 것으로 조사되었다.
아마도 T cell, mast cell, eosinophil, basophil 등의 세포들이 생산하는 IL-4에 의하여
TH-2 세포들이 얻어지는 것으로 추정된다.
실제로 TH-1과 TH-2 세포들의 활성화에는
복잡한 사이토카인 네트웤이 관여하는 것으로 추정되며,
이들 두 그룹의 세포들 간의 균형이
바로 건강한 면역상태를 유지시켜 주는 것이 아닌가 이해된다.
시토키닌[ cytokinin] : 생장을조절하고 세포분열을 촉진하는 역할을 하는
모든 물질을 가르키는 용어
시토키닌은 1955년 미국의 과학자 C.O.밀러, F.스크그, F.M.스트롱이
고압멸균한 정어리의 정자 DNA에서 키네틴(kinetin)이라는 물질을
분리함으로써 발견되었다. 키네틴은 담배 캘러스 조직의 배양에서 유사분열과
세포분열을 촉진하는 데 매우 효과적이라고 알려졌다. 오늘날 키네틴은
시토키닌의 일종으로 여겨지며, 시토키닌은생장조절기능을 가지며 세포분열을
촉진하는 모든 물질을 지칭한다.
천연 시토키닌을 처음으로 분리한 사람은 1963년경 뉴질랜드의 과학자
D.S.레덤과 미국의 밀러이다. 레덤은 미성숙한 옥수수의 낟알로부터 천연
시토키닌의 결정형을 분리하여 제아틴(zeatin)이라 하였고, 그 구조를
밝혀냈다. 제아틴이 발견된 이후 여러 가지 다른 시토키닌이 분리되었다.
천연 시토키닌은 모두 이소펜틸아디닌(isopentyl adinine) 유도체로
생각된다. 1967년까지 고등식물의 약 40여 종에서 시토키닌을 포함한
추출물이 확인되었는데, 이로 미루어 보아 시토키닌은 많은 식물에 들어
있다는 것을 알 수 있다.
또한 시토키닌은 여러 동물이나 미생물의 운반아르엔에이(tRNA)에서
생긴다는 보고가있는데, 이는 모든 유기체에서 천연 시토키닌이 생길 수 있는
가능성이 있다는 것을 의미한다. 시토키닌은 식물 분열조직의 세포분열을
촉진하므로 옥신과 함께 조직 배양에 이용된다. 휴면타파 작용을 하며,
식물조직의 노하를 억제한다. 잎과 곁눈의 생장을 촉진하고, 잎과 과일의
노화를 방지한다.
시토키닌은 지베렐린 등과 같은 다른 생장조절제와 상호작용을 하면서
단백질 대사를조절하는 것으로 알려져 있다. 아브시스산과는 달리 많은
식물에서 기공(氣孔)을 열리게 하는 작용도 한다. 특히 잎에 있어서
탄소동화작용으로 생긴 산물의 이동을 조절하는 데 중요한 역할을 한다.
장미와 코스모스에 있어서 꽃잎의 시토키닌 활성은개화시 증가하고 만개
후에는 감소한다. 이것으로 시토키닌이 꽃의 개화에도 영향을 준다는 것을
알 수 있다. 종자나 열매는 매우 풍부한 시토키닌의 공급원이라 할 수 있다.
어린 종자나 과일에 있어서 시토키닌 함량은 매우 높으나 열매가 익어가면서
차츰 감소한다.