IBS, 코 속 '혈관·림프관' 3차원 정밀지도 완성

[충청뉴스 이성현 기자] 기초과학연구원(IBS)은 혈관 연구단 고규영 단장과 홍선표 연구위원 연구팀이 코 속 혈관과 림프관의 3차원 정밀지도를 최초로 완성했다고 22일 밝혔다.

코는 후각을 담당하는 감각기관인 동시에 외부 공기가 폐로 들어가는 첫 번째 관문이다. 외부공기를 데우고 습도를 높여주는 역할을 하며 특히 비강(鼻腔)의 점막은 외부의 병원균과 이물질을 막아주는 최초의 면역 장벽 기능을 수행한다.

연구진은 이번 연구에서 세포나 조직에서 특정 단백질에 선택적으로 결합하는 항체에 형광물질로 표지한 후 단백질과 반응시켜 그 위치를 관찰할 수 있는 면역형광염색법을 활용했다.

첨단 시각화기술로 생쥐와 인간 비강 내 미세혈관과 림프관의 3차원 미세지도를 완성하고, 비강의 형태학적 구조를 넘어 면역 반응에 대한 분자세포적 수준의 특성을 단일세포 유전자 분석법을 병행하여 규명하는 데 성공했다.

그 결과 일반적인 모세혈관 외에 정맥혈이 순환하는 정맥동 혈관이 비강 내 넓은 범위에 걸쳐 분포하고 있음을 확인했다. 또 뾰족한 형태의 말단을 가진 비전형적인 림프관이 대부분을 차지하는 특수한 분포를 보였다.

일반적인 림프관의 말단은 둥근 형태다. 이러한 혈관과 림프관의 분포는 외부에서 침입하는 병원균에 대한 면역반응을 잘 수행하기 위해 특화된 것으로, 정맥동 혈관에서 면역세포 이동에 중요한 역할을 하는 VCAM1 단백질이 특이적으로 발현했으며 비전형적 림프관 내에는 다른 장기의 림프관보다 많은 수의 다양한 면역세포들이 이동함을 발견했다.

나아가 알레르기 비염, 코로나19 등의 실험동물 모델을 이용해 비강 내 혈관 변화를 관찰했는데, 흥미롭게도 비염에 의해 정맥동 혈관이 위축되고, 코로나19에 의해 염증화가 일어났다. 아울러 나이가 들면서 정맥동 혈관이 비정상적으로 확장됨을 관찰해 다양한 병증으로 인해 비강 내 생리기능과 면역기능이 약화됨을 알 수 있었다.

고규영 단장은 “코로나19 이후 미래에 발생할 수 있는 미지의 감염병 ‘질병X(Disease X)’에 대한 우려와 호흡기 감염에 대한 관심이 높아졌다”면서 “감염의 표적이 되는 코와 인후에서의 면역반응이 중요하며, 특히 이러한 면역반응을 조절하는 혈관과 림프관의 작용을 이해하는 것은 감염병 예방과 치료법 연구에 필수적”이라고 설명했다.

이어 “복잡한 구조에도 불구하고 비강 내 혈관과 림프관의 3차원 미세지도를 완성하는데 최초로 성공했다”며 “비강면역 개선 및 비강 내 약물투여 연구에 큰 진전을 이룰 토대를 마련했다”고 강조했다.