세포사는 조금 「무섭게」 들릴 수도 있지만, 사실 생명 활동에서 완전히 정상적인 일부입니다! 오늘은 넥로프토시스라는 매력적인 세계로 뛰어들어 이 독특한 세포사의 비밀을 밝혀보겠습니다.
넥로프토시스는 아포토시스(세포 자살)와 괴사(우발적 세포사)의 중간에 위치하는 프로그램성 세포사의 한 종류입니다. 아포토시스의 프로그램적 특성과 괴사의 염증성 특성을 겸비하고 있습니다.
괴사의 염증 반응을 가지고 있습니다. 쉽게 말하면, 그것은 「우아한」 면과 「격렬한」 면을 함께 가진, 세포사의 「하이브리드」와 같은 것입니다.
넥로프토시스의 발생은 일련의 복잡한 신호 전달 경로에 의존하고 있습니다. 그중에서도 RIPK1(수용체 상호작용 단백질 키나아제 1)과 RIPK3(수용체 상호작용 단백질 키나아제 3)는 중요한 「스위치」입니다. 세포가 특정 자극에 노출되면 RIPK1과 RIPK3가 활성화됩니다. 이들은 서로 상호작용해 복합체를 형성하고, 이것이 MLKL(혼합계 키나아제 도메인 유사 단백질)을 활성화시킵니다. 활성화된 MLKL은 세포막으로 이동해 막 투과성을 증가시키는 구멍을 형성하고 세포 내용물의 유출을 유발해 최종적으로 넥로프토시스를 일으킵니다.
최근 과학자들은 새로운 메커니즘을 발견했습니다: MLKL의 중합은 리소좀 막 투과성(MPI-LMP)을 유도하고, 이것이 넥로프토시스를 촉진합니다. 이 과정에서 카텝신 B(CTSB)가 중요한 역할을 합니다. 마치 세포 내부의 「방어」가 돌파당해 세포 내용물이 「새어나와」 최종적으로 세포사에 이르는 것과 같습니다.
넥로프토시스는 생리학적 과정과 병리학적 과정 모두에서 중요한 역할을 합니다. 생리학적으로는 손상되거나 감염된 세포를 제거하고 조직의 수리와 재생을 촉진해 조직 항상성을 유지하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어 배 발생 과정에서 과도한 세포를 제거해 조직의 구조와 기능을 정돈하는 데 기여합니다.
병리학적으로는 넥로프토시스는 다양한 질환과 밀접하게 연관되어 있습니다. 예를 들어 허혈 재관류 손상의 경우 혈액 공급이 회복되면 세포가 산화 스트레스와 칼슘 과다에 노출되어 넥로프토시스 경로가 활성화되어 대량의 세포사가 발생하고 조직 손상이 악화됩니다. 더 나아가 넥로프토시스는 신경퇴행성 질환, 자가면역 질환, 암의 발생·진행에도 관여하고 있습니다.
과학자들은 개입 방법을 찾아 질환의 새로운 치료 전략을 제공하기를 바라며 넥로프토시스의 비밀을 탐구해왔습니다. 최근 연구에 따르면 RIPK1 또는 RIPK3의 활성을 억제해 넥로프토시스를 감소시켜 조직 손상을 완화할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 다른 연구에서는 PUMA–RIPK3–넥로프토시스 경로가 면역원성 항종양 반응을 유발해 특정 약물의 효과를 높인다는 것이 발견되었습니다.
이러한 연구들은 넥로프토시스에 대한 이해를 깊게 할 뿐만 아니라 미래의 질환 치료에 새로운 희망을 가져다줍니다. 아마 언젠가 현재 치료가 어려운 일부 질환을 치료하기 위해 넥로프토시스를 정밀하게 제어할 수 있게 될 것입니다!
참고문헌: Bertheloot, D., Latz, E. & Franklin, B.S. Necroptosis, pyroptosis and apoptosis: an intricate game of cell death. Cell Mol Immunol 18, 1106–1121 (2021).
