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Streptococcus suis의 뇌혈뇌척수액 장벽(BCSFB) 전이를 밝혀낸 맥락얼기 오가노이드 연구

12분전 작성된 글 2025. 3. 11. 10:14

Streptococcus suis(S. suis)는 돼지의 수막염 및 패혈증을 유발하는 대표적인 그람 양성균으로, 인간에게도 감염되어 심각한 수막염을 유발할 수 있는 **인수공통 감염병(zoonotic pathogen)**입니다. 본 연구에서는 인간 **유도만능줄기세포(iPSC) 유래 맥락얼기 오가노이드(ChP organoid)를 활용하여 S. suis의 혈뇌척수액 장벽(Blood-CSF Barrier, BCSFB) 전이 기전을 분석**하였습니다. 특히, 연구진은 **S. suis가 BCSFB를 침투할 때 장벽의 손상 없이 세포 간극을 통해 이동하며, 혈장 플라스미노겐(Plg)이 S. suis의 전이를 촉진**한다는 사실을 밝혔습니다. 본 연구는 **S. suis 감염의 신경학적 기전을 이해하고, 새로운 치료 전략을 개발하는 데 중요한 과학적 토대를 마련**하였습니다.

연구 목적

본 연구는 다음과 같은 주요 목표를 가지고 진행되었습니다: - **맥락얼기 오가노이드(ChP organoid)를 활용하여 S. suis 감염이 BCSFB를 어떻게 침투하는지 분석** - **S. suis 감염 시 맥락얼기 세포의 염증 반응 및 전사체 변화 조사** - **혈장 플라스미노겐(Plg)과 조직 플라스미노겐 활성화효소(tPA)의 역할을 평가하여, 세균의 전이 기전에 미치는 영향 연구**

연구 방법

연구진은 인간 유도만능줄기세포(iPSC)를 사용하여 **맥락얼기 오가노이드(ChP organoid)**를 제작하였습니다. 이후, 오가노이드를 **S. suis로 감염**시키고, **다양한 분석 방법을 활용하여 감염의 영향을 평가**하였습니다: - **면역형광 염색(IFA)**: S. suis 감염 여부 및 세포 구조 변화 분석 - **RNA-시퀀싱(RNA-seq)**: 유전자 발현 변화 평가 - **ELISA 분석**: 염증성 사이토카인 및 케모카인 분비량 확인 - **플라스미노겐(Plg) 및 조직 플라스미노겐 활성화효소(tPA) 처리 실험**: Plg가 S. suis의 이동을 증가시키는지 검증

연구 결과

연구 결과, S. suis는 **맥락얼기 오가노이드의 상피 세포 사이를 통해 BCSFB를 침투**할 수 있음을 확인하였습니다. 또한, **Plg가 S. suis 표면 단백질과 결합할 경우 세균의 이동이 더욱 촉진**되며, 이는 **ECM(세포외기질) 분해 및 세포 접합 단백질 약화와 관련이 있음**이 밝혀졌습니다.

**주요 발견:** - **S. suis는 맥락얼기 오가노이드에서 혈뇌척수액으로 이동 가능** - **Plg는 세균의 표면 단백질과 결합하여 BCSFB 전이를 촉진** - **S. suis 감염 시 맥락얼기 세포에서 염증성 사이토카인(IL-6, TNF-α, CXCL8) 발현 증가** - **전사체 분석 결과, 감염된 오가노이드에서 세포 구조 변화 및 면역 반응 관련 유전자 활성 증가** - **Plg 처리는 S. suis의 전이를 증가시키지만, BCSFB의 투과성을 변화시키지 않음**

결론

본 연구를 통해 **S. suis가 맥락얼기 상피 세포 간극을 통해 BCSFB를 침투하며, Plg가 이 과정을 촉진**한다는 사실이 밝혀졌습니다. 특히, **Plg와 tPA의 존재가 S. suis의 이동성을 증가시키지만, BCSFB의 구조적 손상 없이 세균이 전이됨**을 확인하였습니다. 이 연구는 **BCSFB를 타겟으로 한 새로운 치료법 개발 가능성을 제시**하며, 향후 연구에서는 **맥락얼기 오가노이드 모델을 활용한 면역 반응 조절 및 치료제 개발이 필요**할 것으로 보입니다.

자주 묻는 질문(Q&A)

Q1. BCSFB란 무엇인가요?

BCSFB(Blood-CSF Barrier, 혈뇌척수액 장벽)는 **맥락얼기 상피 세포로 이루어진 신경 보호 장벽**으로, 혈액과 뇌척수액 사이의 물질 교환을 조절하고 병원체의 침입을 방지하는 역할을 합니다.

Q2. S. suis는 어떻게 BCSFB를 침투하나요?

S. suis는 **맥락얼기 상피 세포 간극을 통해 이동하며**, Plg가 존재할 경우 **세포외기질(ECM)을 분해하여 전이를 더욱 촉진**하는 것으로 밝혀졌습니다.

Q3. Plg는 어떻게 S. suis의 감염을 증가시키나요?

Plg는 S. suis의 표면 단백질과 결합한 후 **tPA에 의해 플라스민(plasmin)으로 전환**되며, 이 과정에서 **ECM 분해를 촉진하여 세균의 이동성을 증가**시키는 것으로 나타났습니다.

Q4. S. suis 감염 시 맥락얼기 세포는 어떤 반응을 보이나요?

S. suis 감염 시 **염증성 사이토카인(IL-6, TNF-α, CXCL8)의 발현이 증가**하며, 전사체 분석 결과 **세포 구조 및 면역 반응 관련 유전자 발현이 증가**하는 것으로 확인되었습니다.

Q5. 이 연구가 향후 질병 치료에 어떻게 기여할 수 있나요?

본 연구는 **S. suis 감염의 BCSFB 전이 기전을 규명**함으로써, **신경 감염을 예방할 수 있는 새로운 치료 전략 및 약물 개발 가능성을 열어줄 것**으로 기대됩니다.

용어 설명

  • BCSFB: 혈뇌척수액 장벽으로, 혈액과 뇌척수액을 분리하는 신경 보호 장벽
  • 맥락얼기 오가노이드 (ChP organoid): 인간 iPSC에서 유래한 3D 뇌 장벽 모델
  • Plg (Plasminogen): 혈장 단백질로, 플라스민(plasmin)으로 변환되어 단백질 분해를 촉진
  • tPA (Tissue Plasminogen Activator): Plg를 플라스민으로 활성화하는 효소
  • ECM (Extracellular Matrix): 세포 간의 구조를 유지하는 세포외 기질