스트레스 호르몬, 면역세포별 '상반된 작용'…단일 세포 수준 첫 규명

스트레스 호르몬이 면역세포 종류에 따라 서로 다른 작용을 한다는 사실이 단일 세포 수준에서 처음 규명됐다.

5일(현지시간) 국제 학술지 '셀 지노믹스(Cell Genomics)'에 발표된 연구에 따르면 연구팀은 생리적 농도의 스트레스 호르몬인 코르티솔과 노르에피네프린이 인체 면역세포에 미치는 영향을 단일 세포 전사체 분석으로 들여다봤다.

연구팀은 건강한 공여자의 말초혈액 단핵세포와 호중구를 스트레스 상태에서 나타나는 농도의 호르몬에 노출한 뒤 단일 세포 RNA 염기서열 분석을 진행했다.

총 6만2975개의 면역세포를 분석한 결과 코르티솔과 노르에피네프린은 세포 유형별로 상반된 유전자 발현을 유도했다.

보체 수용체인 VSIG4는 전구세포에서 크게 증가했지만 형질세포양 수지상세포에서는 강하게 감소했다.

같은 계통의 세포 안에서도 반응이 갈렸다. 단핵구·대식세포 집단에서 코르티솔은 CD163 양성 세포의 염증 관련 유전자 발현을 높인 반면 VCAN 양성 세포에서는 오히려 낮췄다.

특히 CD163 양성 단핵구·대식세포는 기존에 항염증 작용을 하는 세포로 알려졌지만 호르몬 처리 후 인터루킨-6(IL-6)와 인터루킨-1베타(IL-1β) 등 염증 인자가 강하게 증가했다.

연구팀은 호르몬을 제거한 뒤에도 IL-6 발현이 계속 높게 유지되는 점을 확인하고 스트레스 호르몬이 이들 세포에 지속적인 염증 유발 효과를 남길 수 있다고 설명했다.

연구팀은 이 발견을 바탕으로 CD163 양성 세포에서 스트레스 호르몬에 반응하는 염증 관련 유전자 10개의 발현을 종합한 '사이티시스(CytSIS)' 점수를 개발했다.

이 점수를 두 개의 독립적인 환자 집단에 적용한 결과 심혈관 질환군에서 건강군보다 유의하게 높았고 스타틴 치료 후에는 낮아졌다.

류마티스 관절염 환자에서도 증상 활성기 환자의 점수가 관해기 환자보다 높게 나타났다.

연구팀은 세포 유형별 스트레스 관련 염증 지표가 질병 위험을 가늠하는 후보 생체표지자가 될 수 있다고 평가했다.

성별에 따른 차이도 관찰됐다. 코르티솔 노출 후 여성은 대부분의 면역세포에서 IL-1B 발현이 광범위하게 증가했지만 남성은 상대적으로 낮거나 감소했다.

연구팀은 이번 연구가 스트레스와 면역, 질병의 관계를 이해하는 분자적 단서를 제공하고 스트레스 관련 질환의 조기 예측과 개입 전략 개발에 기여할 것으로 내다봤다.