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[연구] 유경록 교수 등 국제연구팀, 코로나 바이러스 감염에 따른 조혈/면역계 변화 기전 규명
서울대학교는 “농업생명과학대학 동물생명공학전공의 유경록 교수(공동 교신저자)와 미국립보건원(NIH), 한국표준과학연구원(KRISS), 인비씨티㈜ 등으로 구성된 국제 공동연구팀이 코로나바이러스의 스파이크 단백질을 이용한 바이러스 유사체 생산 시스템 및 바이러스 감염 인간화 마우스 모델을 확립했다”고 최근 밝혔다.
코로나바이러스는 체내에 침투하여 감염 조직에서 유래한 전신적인 사이토카인 폭풍을 유발하거나 조혈 작용에 영향을 미쳐, 림프구 감소증(lymphopenia) 및 거대식세포 과형성(macrophage hyperplasia)과 같은 비정상적인 골수 변화를 초래할 수 있다. 최근 연구에서는 코로나바이러스가 골수 내로 직접 침입할 수 있으며, 조혈모세포 감염이 가능함이 보고되었으나, 조혈·면역계의 노화 및 기능 변화에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다.
유 교수가 포함된 공동연구팀은 코로나바이러스 스파이크 단백질을 이용하여 바이러스 유사체 생산 시스템을 구축하고, 이를 활용한 바이러스 감염 인간화 마우스 모델을 확립하였다.
시험관 내(in vitro) 감염 실험을 통해 조혈모세포가 코로나바이러스 유사체에 감염된 후 조혈 계통 변화가 발생함을 확인하였으며, 유전체 분석 및 유세포 분석(flow cytometry)을 통해 염증·노화 관련 유전자의 발현 증가 및 골수 계통 세포의 증가가 유도됨을 밝혔다. 또한, 코로나바이러스 감염 인간화 마우스 모델에서는 골수 내 LT-HSC(Long-Term Hematopoietic Stem Cell)의 비율이 감소하고, 골수 계통 전구세포 및 염증·노화 관련 사이토카인의 발현이 현저히 증가하는 양상을 보여, 인간에서의 코로나바이러스 감염증과 유사한 병리적 특징을 재현하였다.
연구진은 항염증·항바이러스 물질로 주목받고 있는 나노산화그래핀(NGO)을 감염된 인간화 마우스 모델에 투여한 결과, 골수 내 조혈모세포의 생착률과 유전체 발현이 정상 수준으로 회복됨을 확인하였다. 이를 통해 나노산화그래핀이 바이러스 감염 및 염증성 노화와 관련된 조혈·면역계 변화의 제어에 활용될 가능성을 제시하였다.
한편 이번 연구 성과는 생리학 및 질병 분야 국제 학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine (EMM)’ 온라인판에 2025년 3월 3일자 게재되었으며, 본 연구는 보건복지부 글로벌공동연구지원사업의 지원을 받아 수행되었다.
