2025년 노벨 의학상: 면역학의 새로운 시대를 열다

2025년 10월 6일, 3명의 과학자, 메리 E. 브런코, 프레드 램스델(둘 다 미국인), 시몬 사카구치(일본인)에게 말초 면역 관용의 메커니즘에 대한 획기적인 발견으로 2025년 노벨 의학상이 수여되었습니다.

왼쪽부터 2025년 노벨상 수상자는 메리 브런코, 프레드 램스델, 시몬 사카구치입니다. 사진: CNN

스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨 총회는 세 과학자가 면역 세포의 신체 공격을 막는 "보호자" 역할을 하는 조절 T 세포를 발견했다고 발표했습니다. 다시 말해, 이 세 과학자의 연구는 면역 체계가 자기 몸을 공격하는 것을 막는 데 기여했습니다.

T 세포의 역할

면역 체계의 역할은 박테리아, 바이러스, 심지어 암세포와 같은 병원균을 감지하고 제거하여 신체를 보호하는 것입니다.

그러나 마치 양날의 검처럼, 박테리아를 죽이려는 통제되지 않은 염증 반응은 자가면역 질환으로 이어질 수 있고, 암세포를 죽이려는 통제되지 않은 반응은 건강한 세포를 손상시킬 수 있습니다.

그렇다면 신체는 어떻게 면역 체계의 섬세한 균형을 유지할 수 있을까요? T세포는 신체를 끊임없이 순찰하며 면역 체계의 균형을 유지하는 데 도움을 줍니다. T세포는 박테리아나 바이러스에 감염된 세포와 같은 위협을 감지하면 면역 공격을 유발하여 위협을 제거합니다. 다른 T세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 죽일 수 있습니다.

1980년대 이후 연구에 따르면 흉선에서 생성되는 각 T 세포는 고유한 수용체(TCR)를 가지고 있습니다. 이 수용체는 유전자 조각의 무작위 재조합을 통해 형성되어 무수히 많은 조합을 만들어냅니다. 바로 이러한 무작위성 때문에 일부 T 세포는 신체 부위를 잘못 인식하고 공격할 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 신체는 흉선에서 "선택" 과정을 거칩니다. 즉, 신체의 항원을 인식하는 T 세포가 제거됩니다. 이 현상을 중추 관용이라고 합니다. 그러나 어떤 메커니즘도 완벽하지는 않으며, 일부 자가반응성 T 세포는 여전히 선별 과정을 통과하여 혈류로 유입될 수 있습니다.

올해의 노벨상은 신체가 주변 세포를 어떻게 제어하여 신체 자체에 손상을 입히지 못하게 막는지 설명하는 데 도움이 되는 발견에 수여됩니다.

면역 체계에 대한 획기적인 발견

시몬 사카구치 교수는 흥미로운 관찰로 연구를 시작했습니다. 즉, T세포가 생성되는 곳인 흉선을 신생 쥐에서 제거하면 면역 체계가 약해지는 대신, 쥐에게 심각한 자가면역 증상이 나타났다는 것입니다.

당시 일부 과학자들은 면역 체계를 활성화하기보다는 오히려 면역 체계의 활동을 억제할 수 있는 T 세포 그룹이 존재할 수도 있다고 제안했습니다.

그러나 이 아이디어는 전통적인 믿음에 어긋난다는 이유로 거부되었습니다. 그럼에도 불구하고 사카구치 씨는 끈기 있게 일련의 실험을 수행하여 이 면역 반응을 "제동"하는 역할을 하는 세포가 정확히 무엇인지 알아냈습니다.

1995년, 그는 표면에 CD25 수용체를 가진 T 세포 집단을 The Journal of Immunology에 발표하고, 이 세포들이 면역 균형을 억제하고 유지하는 기능을 한다고 주장했습니다. 이 발견은 완전히 새로운 연구 방향의 토대를 마련했습니다.

흥미로운 점은 그의 논문이 Nature나 Science와 같은 최고 저널에 게재되지 않았다는 것입니다. 당시에는 억제 T 세포라는 개념이 여전히 미친 짓으로 여겨졌기 때문입니다.

원자폭탄 개발을 위한 맨해튼 프로젝트 당시, 방사선의 영향을 연구하던 과학자들은 우연히 비늘이 있는 피부를 가진 "비듬쥐"라는 생쥐를 만들어냈습니다. 이 수컷 생쥐들은 건조하고 비늘 같은 피부, 비장과 림프절 비대증을 보였으며, 몇 주밖에 살지 못했습니다.

1990년대 초, 연구자들은 괴혈병에 걸린 쥐의 T세포가 자기 자신의 몸을 공격하여 자가면역 질환을 유발한다는 사실을 발견했습니다.

과학자 메리 브런코와 프레드 램스델은 이 질환을 유발하는 돌연변이 유전자를 찾아 나섰으며, 이 유전자가 면역 조절을 이해하는 데 중요한 열쇠가 될 것이라고 믿었습니다.

당시 과학 수준으로는 마우스 전체 유전체에서 질병 유전자를 찾아내는 것은 마치 건초더미에서 바늘을 찾는 것과 같았습니다. 그러나 끈기와 체계적인 접근 덕분에 그들은 X 염색체에 위치한 FoxP3 유전자가 원인임을 밝혀냈습니다.

이 기간 동안 그들은 괴혈병 생쥐와 유사한 증상을 보이는 IPEX라는 인간 면역 증후군도 발견했습니다. 추가 연구를 통해 FoxP3 유전자의 돌연변이가 인간에서도 IPEX를 유발한다는 것이 확인되었습니다.

2년 후, 시몬 사카구치와 몇몇 다른 연구자들은 FoxP3 유전자가 그가 1995년에 발견한 CD25 수용체를 지닌 T 세포 그룹의 발달을 제어한다는 것을 설득력 있게 입증했습니다.

이 세포 집단을 조절 T 세포라고 합니다. 이 세포들은 다른 T 세포가 실수로 자신의 조직을 공격하는 것을 방지하는데, 이는 말초 면역 관용이라는 과정에서 중요한 역할을 합니다.

세 명의 과학자의 연구는 면역학의 새로운 시대를 열었습니다. 면역 체계를 자동차에 비유한다면, 공격 T 세포는 가속 페달이고 조절 T 세포는 브레이크 역할을 합니다.

조절 T 세포의 활동을 이해하고 제어하면 자가면역 질환에 대한 더 효과적인 치료법을 개발하거나, 반대로 면역력을 강화하여 건강한 조직에 숨는 방법을 아는 "적"인 암세포를 파괴할 수 있습니다.

암 치료 및 장기 이식을 위한 기반 마련

노벨 위원회 위원장인 올레 캄페는 이 세 과학자의 발견은 면역 체계의 기능에 대한 보다 깊은 이해를 제공하고, 왜 어떤 사람들은 자가면역 질환을 앓는 반면 다른 사람들은 그렇지 않은지에 대한 이해를 제공하는 데 결정적인 역할을 했다고 말했습니다.

같은 견해를 공유하는, 2025년 노벨 생리학·의학상을 수여하는 스웨덴 카롤린스카 연구소의 마리 와렌-헤를레니우스 교수는 세 과학자가 "상상할 수 있는 모든 미생물과 싸우고 자가면역 질환을 피하기 위해 면역 체계를 어떻게 조절할 수 있는지"를 발견했다고 공유했습니다.

노벨 총회 발표에 따르면, 세 과학자의 연구는 새로운 연구 방향을 제시하여 암, 자가면역 질환 치료 및 장기 이식 성공률 향상을 위한 치료법 개발의 토대를 마련했습니다. 일부 치료법은 임상시험 단계에 들어갔습니다.

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Cao Bao Anh 박사 (하버드 대학교)

출처: https://tuoitre.vn/nobel-y-sinh-2025-mo-ra-ky-nguyen-moi-cua-mien-dich-hoc-20251007074638893.htm