요약: 과학자들이 바이러스와 암에 대한 면역을 촉진시키는데 중요한 역할을 하는 단백질을 발견해서, 새로운 치료를 위한 문을 열어주었다. 쥐와 인간 세포들에서의 실험들은 이 단백질이 바이러스에 감염된 세포들과 암 세포들을 죽이는 세포 장애성 T 세포들의 증식을 촉진하는 것을 보여주었다. 이번 발견에서 이 새로운 단백질이 알려진 기능이 없으며 다른 단백질을 닮지 않았기 때문에 예상 밖의 일이었다.

과학자들이 암과 바이러스에 대한 면역을 촉진하는데 중심적인 역할을 하는 단백질을 발견해서, 새로운 치료법을 향한 문을 열었다. 쥐와 인간 세포들에서의 실험은 이 단백질이 바이러스에 감염된 세포들과 암세포들을 죽이는 세포장애성 T세포들의 증식을 촉진하는 것을 보여주었다. 이번 발견은 이 새로운 단백질이 알려진 기능을 가지고 있지 않고 어떤 다른 단백질도 닮지 않았기 때문에 예상 밖의 일이었다. 이 새로운 연구를 이끈 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)에 있는 연구자들은 이제 감염과 싸우는 세포들을 촉진하도록 고안된 유전자 요법을 개발하고 있으며, 3년 안에 인간에서 임상시험을 시작하기를 바라고 있다. 퀸메리런던대(Queen Mary University of London), ETH Zurich, 하바드대 의대(Harvard Medical School)에 있는 연구자들도 이번 연구에 참여했다. 6년이 걸린 그들의 발견은 저널 Science에 보고되었다.

세포 장애성 T 세포들은 면역계의 중요한 구성 성분이지만, 심각한 감염이나 진전된 암에 직면했을 때, 그것들은 종종 그 질병과 싸우기 위해 충분한 양으로 증식할 수 없다. 유전자 돌연변이를 가진 쥐를 스크리닝함으로써, 연구팀은 정상 쥐에 비해서 바이러스에 감염되었을 때 10배 더 많은 세포 장애성 T 세포들을 만드는 종을 발견했다. 이들 쥐들은 감염을 보다 효과적으로 억제했고, 암에 더 내성을 가졌다. 그것들은 또한 두 번째 종류의 T 세포인 기억 세포를 더 많이 만들어서, 그것들이 이전에 만난 감염을 인식하고 빠른 반응을 시작할 수 있게 했다. 면역이 증강된 쥐들은 지금까지 알려지지 않은 단백질을 높은 수준으로 생산했는데, 그 연구자들은 이것을 임파세포 확장 분자, LEM(lymphocyte expansion molecule)이라고 이름 붙였다. 그들은 LEM이 쥐에서뿐만 아니라, 사람 T세포들의 증식도 조절한다는 것을 보였다.

이제 그 연구자들은 LEM의 생산을 촉진함으로써 면역을 향상시키도록 고안된 유전자 요법을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 대학을 위한 기술 상업화 회사인 Imperial Innovations의 지원을 받아서, 연구자들은 두 개의 특허를 신청했다. ImmunarT라고 불리는 회사가 그 기술을 상업화할 목적으로 만들어졌다.

이번 연구를 이끈, 동대학의 의학과 면역생물학부의 Philip Ashton-Rickardt 교수는 “암세포들은 T 세포 활성을 억제하는 방법들을 가지고 있어서, 그것들이 면역계를 피하는 것을 돕는다. 암 세포와 싸우는 능력이 강화되도록 유전적으로 조작된 T 세포는 한동안 목표가 되어왔고 그것들을 바꾸는 기술들은 이미 존재한다. 암 환자들의 T 세포 안에 LEM 유전자의 활성 버전을 도입함으로써, 우리는 우리가 환자들을 위한 확고한 치료법을 제공할 수 있기를 바라고 있다”고 말했다. “다음으로 우리는 이 요법을 쥐에서 시험해서, 그것이 안전한지를 확실히 하고 그것이 다른 요법들과 통합될 수 있는지를 볼 것이다. 만약 모든 것이 잘 된다면, 약 3년 안에 인간에서의 임상 시험을 수행할 준비가 될 것이라고 우리는 바라고 있다”고 Ashton-Rickardt 교수는 덧붙였다.

퀸메리 런던대의 윌리엄하비연구소(William Harvey Research Institute) 안에 기반을 두고 있는 생물화학약물학센터(Centre for Biochemical Pharmacology)에서 이번 연구를 이끈 Claudio Mauro는 말했다: “이 연구는 새로운 단백질 LEM을 확인하고 바이러스와 암과 싸우는 우리 면역계의 능력을 향상시키는 예상 밖의 방법을 밝혀주었다. 이것은 세포 장애성 T 세포라고 알려진 종류의 백혈구 세포들 안에서 특정한 에너지 회로와 특히 미토콘드리아 호흡을 조절하는 단백질 LEM의 능력을 기반으로 한다. 이 발견은 암에 대한 혁신적인 치료 접근법들을 전달하기 위한 즉각적인 결과를 가진다. 그러나 그것의 영향은 그것들이 변형된 면역과 염증 반응들과 관련된 광범위한 인간 질병의 생물학적 기전을 설명하는 것을 도울 수 있기 때문에 훨씬 더 크다. 이것들은 아테롬성 동맥경화증(atherosclerosis)과 류마티스성 관절염과 같은 만성 염증 및 자가면역 질환들을 포함한다.”

이 연구는 의학연구 위원회(Medical Research Council)와 웰컴트러스드(Wellcome Trust), 영국심장재단(British Heart Foundation)의 지원을 받았다. 웰컴트러스트의 감염 및 면역학 책임자인 Mike Turner는 말했다: “암뿐만 아니라, 바이러스에 대한 면역 반응을 촉진할 수 있는 단백질의 발견은 매력적인 것이다. 인간에서의 임상 시험을 시작하기 전에 동물 모형들에서의 더 많은 조사가 필요하지만, 비정상적인 세포들을 감지하고 죽이는 면역계의 선천적인 능력을 이용하는 새로운 종류의 치료를 위한 잠재성이 있다.”

Journal Reference: Isobel Okoye, Lihui Wang, Katharina Pallmer, Kirsten Richter, Takahuru Ichimura, Robert Haas, Josh Crouse, Onjee Choi, Dean Heathcote, Elena Lovo, Claudio Mauro, Reza Abdi, Annette Oxenius, Sophie Rutschmann, and Philip G. Ashton-Rickardt. The protein LEM promotes CD8 T cell immunity through effects on mitochondrial respiration. Science, April 2015 DOI: 10.1126/science.aaa7516

출처 http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150416141145.htm

Scientists discover protein that boosts immunity to viruses and cancer

Date:April 16, 2015 

Source:Imperial College London 

Summary:Scientists have discovered a protein that plays a central role in promoting immunity to viruses and cancer, opening the door to new therapies. Experiments in mice and human cells have shown that the protein promotes the proliferation of cytotoxic T cells, which kill cancer cells and cells infected with viruses. The discovery was unexpected because the new protein had no known function and doesn't resemble any other protein.

Scientists have discovered a protein that plays a central role in promoting immunity to viruses and cancer, opening the door to new therapies.

Experiments in mice and human cells have shown that the protein promotes the proliferation of cytotoxic T cells, which kill cancer cells and cells infected with viruses. The discovery was unexpected because the new protein had no known function and doesn’t resemble any other protein. 

Researchers from Imperial College London who led the study are now developing a gene therapy designed to boost the infection-fighting cells, and hope to begin human trials in three years.

The study also involved researchers at Queen Mary University of London, ETH Zurich and Harvard Medical School. Their discovery, which has been six years in the making, is reported today in the journal Science. 

Cytotoxic T cells are an important component of the immune system, but when faced with serious infections or advanced cancer, they are often unable to proliferate in large enough quantities to fight the disease.

By screening mice with genetic mutations, the Imperial team discovered a strain of mice that produced 10 times as many cytotoxic T cells when infected with a virus compared with normal mice. These mice suppressed the infection more effectively, and were more resistant to cancer. They also produced more of a second type of T cells, memory cells, enabling them to recognise infections they have encountered previously and launch a rapid response.

The mice with enhanced immunity produced high levels of a hitherto unknown protein, which the researchers named lymphocyte expansion molecule, or LEM. They went on to show that LEM modulates the proliferation of human T cells as well as in mice.

The researchers now aim to develop a gene therapy designed to improve immunity by boosting the production of LEM. With the support of Imperial Innovations, the technology commercialisation company for the College, the researchers have filed two patents. A company called ImmunarT has been formed with the aim of commercialising the technology.

Professor Philip Ashton-Rickardt from the Section of Immunobiology in the Department of Medicine at Imperial, who led the study, said: “Cancer cells have ways to suppress T cell activity, helping them to escape the immune system. Genetically engineering T cells to augment their ability to fight cancer has been a goal for some time and techniques for modifying them already exist. By introducing an active version of the LEM gene into the T cells of cancer patients, we hope we can provide a robust treatment for patients.

“Next we will test the therapy in mice, make sure it is safe and see if it can be combined with other therapies. If all goes well, we hope to be ready to carry out human trials in about three years.”

Dr Claudio Mauro, who led the research from the Centre for Biochemical Pharmacology, based within Queen Mary University of London’s William Harvey Research Institute, said: “This study has identified the novel protein LEM and unlocked an unexpected way of enhancing the ability of our immune system to fight viruses or cancers. This is based on the ability of the protein LEM to regulate specific energy circuits, and particularly mitochondrial respiration, in a subset of white blood cells known as cytotoxic T cells. This discovery has immediate consequences for the delivery of innovative therapeutic approaches to cancer. Its ramifications, however, are far greater as they can help explaining the biological mechanisms of widespread human diseases involving altered immune and inflammatory responses. These include chronic inflammatory and autoimmune disorders, such as atherosclerosis and rheumatoid arthritis.”

The research was funded by the Medical Research Council, the Wellcome Trust and the British Heart Foundation.

Dr Mike Turner, Head of Infection and Immunobiology at The Wellcome Trust, said: “The discovery of a protein that could boost the immune response to not only cancer, but also to viruses, is a fascinating one. Further investigation in animal models is needed before human trials can commence, but there is potential for a new type of treatment that capitalises on the immune system’s innate ability to detect and kill abnormal cells.”