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1. 염증이 무엇인가요?

염증이란 병원균, 손상된 세포, 자극물질과 같은 해로운 자극에 대한 신체의 복합적인 반응 중 일부입니다. 염증을 질병이라고 잘못 알고 계신 분들이 많은데 염증은 신체를 보호하기 위해서 꼭 필요한 반응입니다. 다만 과도한 염증반응은 오히려 신체에 손상을 줄 수 있습니다.
염증은 열(Heat), 통증(Pain), 붉어짐(Redness), 부종(Swelling), 기능저하(Immobility)라는 다섯 가지의 특징을 가집니다. 이 중 열과 붉어짐은 염증부위로 혈류량이 증가하기 때문에 발생하는 것이고, 부종은 혈액에서 혈장성분이 염증부위로 더 많이 빠져나오기 때문이고, 통증은 염증반응 시 발생하는 히스타민과 브래디키닌이 신경말단을 자극하기 때문에 발생합니다. 이러한 요인들이 합해져서 특정부위의 기능상실을 유발하게 됩니다.

2. 염증은 어떻게 일어나나요?

염증의 발생기작을 언급하기 전에 염증의 종류에 대해 말씀드리겠습니다. 염증은 크게 급성염증과 만성염증으로 분류합니다. 급성염증과 만성염증은 염증의 지속기간으로 분류한 것인데 급성염증은 단기간동안 염증이 지속되고 사라지는 것인데 반해 만성염증은 장기간 염증이 지속됩니다.
급성염증이 일어나는 원인은 미생물의 감염이나 조직의 손상 때문입니다. 감염된 부위나 손상된 부위에 주로 호중구가 유입되면서 염증이 유발됩니다. 반면 만성염증은 지속적인 감염이나 자가면역질환에 의해 나타납니다. 다양한 면역세포들이 감염이나 질환부위로 점차 유입되면서 염증이 지속됩니다. 염증 부위에 유입된 백혈구들은 히스타민, IFNγ, 인터루킨 등의 염증매개물질들을 분비해서 염증 증상을 유발합니다.



3. ADSC는 어떻게 항염증효과를 나타내나요?

ADSC가 면역에 미치는 영향에 관한 영상을 보시면 ADSC가 대식세포의 분화에 관여하여 T세포의 활성을 조절하거나, B세포의 활성을 직접 조절하는 역할을 수행함을 알 수 있습니다. 이러한 ADSC의 작용도 항염증효과에 기여합니다.
이러한 기작들에 더하여 ADSC에서 분비된 국소조절자들이 단핵구의 활성을 조절하여 항염증작용을 수행할 수 있습니다.(Guillén et al., Frontiers in Physiology, Volume 9, Article 661). Guillén et al.은 ADSC의 배양액(CM)을 단핵구의 배양액에 첨가한 후 단핵구가 분비하는 염증 매개물질들의 정도를 확인하였습니다. 아래의 그래프에서 보이듯이 ADSC의 배양액(CM)만을 처리하면 처리하지 않은 대조군보다 염증 매개물질들인 TNFα와 프로스타글란딘의 분비가 증가하지만, 염증유발물질인 LPS가 처리된 세포에 ADSC의 배양액(CM)을 처리하면 오히려 TNFα와 프로스타글란딘의 분비가 감소함을 알 수 있다. 이러한 결과는 ADSC에서 분비된 국소조절자가 단핵구에 의한 염증반응을 조절할 수 있음을 잘 보여줍니다.




염증반응은 단핵구를 염증이 일어난 위치로 유인하게 되는데 이 때 CCL-2라는 사이토카인이 단핵구의 이동을 유발합니다. ADSC의 배양액(CM)이 단핵구의 이동에 영향을 미치는 가를 알아보기 위해서 CCL-2와 함께 CM을 함께 처리한 후 단핵구의 이동을 조사하였습니다. 그 결과 아래의 그래프에서 나타나듯이 CM은 단핵구의 이동을 감소시켰습니다.
즉 ADSC는 염증이 일어난 위치로 단핵구가 유인되어 오는 것을 저해해서 염증이 커지는 것을 막아주므로 항염증효과를 발휘할 수 있다는 것입니다.
이러한 결과들 이외에도 Guillén et al.은 다양한 실험들을 통해서 CM이 단핵구의 대식세포작용을 저해한다는 사실도 보여줍니다. 이러한 일련의 결과들은 ADSC가 자신이 분비한 국소조절자들을 통해서 단핵구에 의한 면역반응을 억제함으로써 항염증효과를 나타낼 수 있다는 사실을 잘 보여줍니다.

4. ADSC의 항염증효과는 어떤 질병의 치료에 도움이 될까요?

자가면역질환과 같은 과도한 염증반응에 의해 나타나는 질환의 치료에 도움이 될 것으로 보입니다. 실제로 세 번 이상의 ADSC를 주입한 경우에 먼지 진드기에 의해 유도된 천식의 염증을 완화하고 폐의 재형성을 감소시킨다는 연구 결과가 발표되었습니다(Castro et al., STEM CELLS Transl Med. 2019;1–11).
Castro et al.의 연구에 의하면 ADSC를 주사한 천식생쥐에서 전체적인 염증 수치는 낮아졌고, 특히 백혈구 수치, 염증 물질인 TGFβ의 수치가 모두 정상 대조군만큼 감소했음을 알 수 있습니다.



또 다른 연구에서 류마티스 관절염이 걸린 생쥐의 관절에 ADSC를 주입한 후 관절염의 회복 유무를 조직학적으로 조사하였습니다(Ueyama et al., Scientific Reports, 2020. 10:3076).



위의 결과에서 뚜렷이 관찰되듯이 류마티스 관절염이 발생한 관절에서 연골은 파괴되고 염증 세포들이 많이 침투했음을 볼 수 있습니다. 반면 ADSC를 주입하여 치료된 관절은 정상관절과 거의 유사한 형태를 보여줍니다.
이상의 연구결과는 ADSC의 항염증효과가 실제로 질병을 치료할 수 있다는 사실을 잘 보여준다고 하겠습니다.