STING 단백질, 소포체 탈출 비밀 풀렸다…면역항암제 새 열쇠

미국 연구진이 핵심 면역 단백질 '스팅'(STING)이 세포 내에서 이동하며 면역 반응을 활성화하는 핵심 기전을 규명했다.

14일(현지시간) 생물학 전문매체 바이오온에 따르면 텍사스대학교 사우스웨스턴 메디컬센터 연구팀은 스팅 단백질의 이동에 'SEC24C' 단백질이 필수적인 역할을 한다는 사실을 밝혀내고 연구 결과를 학술지 '셀'(Cell)에 게재했다.

스팅은 선천 면역 시스템의 핵심 요소로, 바이러스나 암세포 등을 인지해 초기 면역 반응을 유도하는 단백질이다. 활성화되지 않은 상태에서는 세포 내 소기관인 소포체(ER)에 머무른다.

연구팀에 따르면 스팅은 외부 침입 신호를 감지하면 여러 분자가 사슬처럼 결합하는 '올리고머화' 과정을 거친다. 이후 골지체라는 다른 소기관으로 이동해 본격적인 면역 신호를 전달한다. 하지만 그동안 스팅이 어떻게 소포체를 떠나 골지체로 이동하는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

이번 연구에서 연구팀은 SEC24C 단백질이 스팅의 특정 부위인 '무질서 영역'을 인식하고 결합해 소포체 밖으로 운반하는 사실을 확인했다. 인공지능(AI) 프로그램 '알파폴드3'를 활용해 두 단백질의 결합 구조를 예측한 결과다.

흥미로운 점은 스팅 단백질 하나만으로는 SEC24C와 강하게 결합하기 어렵다는 것이다. 여러 개의 스팅 분자가 결합해 올리고머를 형성해야만 SEC24C와 안정적으로 결합할 수 있는 긴 부위가 만들어진다. 연구팀은 이것이 면역 반응이 과도하게 활성화되는 것을 막는 일종의 안전장치라고 설명했다.

실험 결과, SEC24C 단백질을 제거한 세포에서는 스팅이 활성화되지 못했다. 또한 스팅의 무질서 영역이나 SEC24C의 결합 부위에 돌연변이를 일으키자 스팅은 소포체를 벗어나지 못했다.

이러한 발견은 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있다. 스팅과 SEC24C의 결합을 약화시키는 돌연변이는 바이러스 감염에 대한 저항력을 약화시켰다. 반대로 결합을 강화하는 돌연변이는 동물 암 모델에서 항종양 효과를 높였다.

연구를 이끈 난 얀 교수는 "이번 연구는 균형 잡힌 면역 반응에 필수적인 스팅의 이동 기전을 구조적으로 규명한 것"이라며 "이 결합을 조절하는 약물은 감염병이나 암 치료를 위한 면역 증강제, 또는 자가면역질환을 위한 면역 억제제로 개발될 수 있다"고 밝혔다.