코로나(COVID-19)의 양면성 (사이토카인(cytokine)과 사이토카인 폭풍(cytokine storm))

코로나(COVID-19)의 양면성 (사이토카인(cytokine)과 사이토카인 폭풍(cytokine storm))

우리 몸의 면역을 공격하는 바이러스, 세균 등을 막기위해 분비되는 사이토카인을 들어보신 적 있으신가요?

이번 코로나 사태로 주목받기 시작했는데요~!

그러나 양날의 칼처럼 사이토카인이 과다 분비되면 오히려 사망으로 이어진다는데요???

 

자세히 알아봅시다!!

사이토카인

[ cytokine ]

사이토카인(cytokine)은 면역세포로부터 분비되는 단백질 면역조절제로서 자가분비형 신호전달(autocrine signaling), 측분비 신호전달(paracrine signaling), 내분비 신호전달(endocrine signaling) 과정에서 특정 수용체와 결합하여 면역반응에 관여한다.

세포의 증식, 분화, 세포사멸 또는 상처 치료 등에 관여하는 다양한 종류의 사이토카인이 존재하며, 특히 면역과 염증에 관여하는 것이 많다. 세포를 의미하는 접두어인 "cyto"와 그리스어로 ‘움직이다’를 의미하는 ‘kinein’으로부터 cytokine이 명명되었다.

그림 1. 사이토카인의 분비와 작용

 

목차

1. 사이토카인의 일반적 성질
2. 사이토카인과 의학의 관계
3. 사이토카인의 종류
4. 사이토카인의 수용체

 

 

1. 사이토카인의 일반적 성질

사이토카인은 5~20 kDa의 작은 단백질로 피코 molar(pmol/L) 정도의 낮은 농도에서 생리활성을 보인다. 사이토카인은 세포막에 존재하는 수용체와 결합하여 타이로신 인산화를 통해 특정 세포내 신호전달을 유도하여 세포에 생화학적 또는 형태적인 변화를 일으켜 고유의 기능을 수행한다.

 

 

2. 사이토카인과 의학의 관계

사이토카인은 표적세포의 상태에 따라 다른 효과를 보인다. 하나의 사이토카인이 면역반응에서 면역촉진과 면역억제의 상반된 기능을 보이는 경우가 보고된 바 있다. 사이토카인은 다른 사이토카인의 발현을 조절하여 사이토카인의 연쇄반응(cytokine cascade)을 일으킨다. 사이토카인 생성 세포는 일련의 연쇄반응에 관여하는 사이토카인과 상호작용하여 복잡한 사이토카인 네트워크를 구축한다.

사이토카인이 과잉 생산되는 사이토카인 폭풍(cytokine storm)은 사망의 요인이 된다. 스페인독감이나 조류독감의 경우를 예로 들 수 있다. 사이토카인은 감염증에 대한 면역계의 방어 기작으로 생산되지만 과잉 반응이 일어날 경우 기도 폐쇄나 다발성 장기부전을 유발시킨다(알레르기반응과 유사하다). 이러한 환자에게 활발한 면역반응은 사이토카인을 과잉으로 생성시키고, 과량의 사이토카인은 젊고 건강한 사람에게 독이 될 수 있다.

 

 

3. 사이토카인의 종류

수백 종류의 사이토카인이 발견되었고 지금도 발견되고 있다. 기능적으로 다음과 같이 분류할 수 있다.  

1. 인터루킨(interleukin, IL): 백혈구에서 분비되어 면역계 조절 기능에 관여하며 현재 30종류 이상이 알려져 있다.
2. 림포카인(limphokine): 림파구가 분비하며 면역계 조절에 관여한다.
3. 모노카인(monokine): 단핵구(monocyte)에 의해 생성되는 사이토카인이다.
4. 케모카인(chemokine): 세포 사이의 화학유인(chemoattraction)을 매개하는 기능을 한다.
5. 인터페론(interferon, IFN): 바이러스의 증식 방지나 세포증식 제어의 기능을 하며 면역체계에서도 중요한 기능을 한다.
6. 조혈인자(hematopoietic factor): 조혈세포의 분화 및 증식을 촉진하는 조절인자로서 줄기세포인자(stem cell factors), 콜로니 자극인자(colony-stimulating factor(CSF): 마크로파지를 자극), 과립구집락 자극인자 (granulocyte-CSF, GCSF), 적혈구 생성 촉진인자(erythropoietin) 등이 있다.
7. 세포증식인자: 특정의 세포의 증식을 촉진한다. 상피세포 성장인자 (epidermal growth factor, EGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 혈소판유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 간세포 성장인자(hepatocyto growth factor, HGF), 트랜스포밍 성장인자(transforming frowth factor, TGF) 등이 있다.
8. 세포상해인자: 종양괴사인자(tumor necrosis factor, TNF)인 TNF-α나 TNF-β 등이 존재하며 세포의 사멸(apoptosis)을 유발한다. 이러한 것들은 구조적으로 서로 비슷하여 TNF 슈퍼패밀리(superfamily)라고 불린다.
9. 아디포카인(adipokine): 지방조직에서 분비된 사이토카인으로 대표적인 예인 렙틴(leptin)은 식욕 조절에 관여한다.
10. 신경영양인자(neurotrophic factor): 신경성장인자(nerve growth factor, NGF)로서 신경세포의 성장을 촉진한다.

 

4. 사이토카인의 수용체

사이토카인의 수용체는 다양한 형태로 존재한다.

• 면역글로불린 슈퍼패밀리(immunoglobulin superfamily)의 수용체: 면역글로불린(antibody), 세포부착분자(cell adhesion molecule)와 구조적인 유사성을 가지고 있다.

• 조혈세포성장인자 패밀리(hematopoietic growth factor family)의 수용체: 세포 외 아미노산 영역에 보존 부위(motif)가 존재한다.

• 인터페론 패밀리(interferon family)의 수용체: 인터페론(IFN)β와 γ 수용체이다.

• 종양괴사인자(tumor necrosis factor, TNF family)의 수용체: 세포 외 결합부위 영역에 시스테인(cysteine)이 다량 존재한다.

• 7-막관통 수용체 헬릭스 패밀리(Seven transmembrane helix family)의 수용체: G 단백질 연결 수용체(G protein coupled receptor)가 이 family의 수용체에 속한다.

• 인터류킨 17 수용체(interleukin-17 receptor, IL-17R): 다른 사이토카인 수용체와 유사성이 거의 없다.

그림 2. 사이토카인 수용체의 패밀리

 

관련이미지

그림 3. 시토카인

출처: 해부 병태생리로 이해하는 SIM 통합내과학 7 : 면역 · 알레르기 (촬영: )

출처

제공처 정보

생화학백과제공처 생화학분자생물학회 

일러스트 제작 ㈜TnC

교정∙교열 달로켓​

[네이버 지식백과] 사이토카인 [cytokine] (생화학백과)