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Regulatory T Cells in the Human Immune System
online © ML Comm Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg 2010;53:737-48 / DOI 10.3342/kjorl-hns.2010.53.12.737 Review pISSN 2092-5859 / eISSN 2092-6529 Regulatory T Cells in the Human Immune System Yong Min Kim Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Chungnam National University School of Medicine, Daejeon, Korea 인간면역체계에서 조절 T세포 김 용 민 충남대학교 의학전문대학원 이비인후과학교실 Regulatory T (TReg) cells are essential for maintaining peripheral tolerance, preventing autoimmune diseases and limiting chronic inflammatory diseases. However, they also limit beneficial responses by suppressing sterilizing immunity and limiting antitumor immunity. TReg cells characterized by expression of the transcription factor Foxp3 play a key role in immune homeostasis. Rather than a monomorphic population strictly determined by Foxp3 as a ‘master regulator’, the emerging view is one of TReg cells as a population with many levels of complexity. Distinct subphenotypes of Foxp3+ TReg cells are found in different anatomical locations. This review will focus on these novel aspects of TReg cell diversity, and discuss recent findings regarding human TReg cells, including the ontogeny and development of TReg cell subsets that have naive or memory phenotypes, the unique mechanisms of suppression mediated by TReg cell subsets and factors that regulate TReg cell lineage commitment. We also will discuss future studies that are needed for the successful therapeutic use of human TReg cells. Received October 18, 2010 Accepted October 19, 2010 Address for correspondence Yong Min Kim, MD Department of OtorhinolaryngologyHead and Neck Surgery, Chungnam National University School of Medicine, 33 Munhwa-ro, Jung-gu, Daejeon 301-721, Korea Tel +82-42-280-7696 Fax +82-42-253-4059 E-mail [email protected] Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg 2010;53:737-48 Key WordsZZFoxP3 ㆍRegulatory T cell ㆍPeripheral tolerance ㆍAutoimmune disease. 서 고 있는 협조 T세포(helper T cells, TH세포)라는 사실이 밝 론 혀지면서 제2의 황금기를 이루었다. 제 3의 황금기는 림프구 면역학의 발달과정을 되돌아 보면, 오랫동안 주로 항체와 에 적어도 2가지 종류의 아세포군 즉 TH1과 TH2세포가 있 항체에 의한 면역에 연구가 집중되어 있었던 것을 알 수 있 다는 발견으로 시작되었다고 볼 수 있다 그리고 면역반응을 다. 즉 항체를 생산하는 세포에 대한 연구 없이 항체 그 자 억제하는 조절 T세포(TReg세포)의 발견으로 제 4황금기를 맞 체의 연구에만 몰두하였다. 그러나 독립적으로 흉선이 면역 이하게 되었다.2) 반응에 관여함이 증명되고, 그 후 림프구가 항체를 생산한다 TReg세포를 분석해내는 눈부신 기술의 발달로 forkhead 는 것이 증명되면서 면역학은 눈부시게 발전을 시작하였고, 분 box P3(FOXP3)가 이들 세포의 발생과 유지, 기능에 있어서 자생물학의 발달과 더불어 더욱 현저하게 발전을 이루게 되 반드시 필요한 핵심적인 전사인자임이 밝혀졌다.3,4) FOXP3 었으며, 면역학을 이해하지 못하고는 현대의학 및 생명과학을 를 발현하는(FOXP3+) TReg세포는 선천적으로 면역체계에 1) 이해할 수 없을 정도가 되었다. 현대 면역학의 발전은 흉선학 존재하는데, 이들 세포는 자기 관용(self tolerance)과 면역계 의 발달로 시작하였다 하여도 과언이 아니다. 흉선이 면역반 의 항상성(homeostasis)을 유지하는데 반드시 필요하며, 이 응에 관여한다는 발견은 흉선학의 제1황금기를 이룰 수 있게 들 세포의 기능에 이상이 생기면 치명적인 자가면역질환과 하였고, 흉선유래 림프구가 자기자신은 항체를 생산하지 않 면역질환(immunopathology), 알레르기 질환 등이 발생한 지만 골수유래 림프구의 항체생성을 도와주는 역할을 가지 다.5) FOXP3+ TReg세포는 대부분이 CD4+ T세포이고 CD25 Copyright © 2010 Korean Society of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 737 Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg █ 2010;53:737-48 (IL-2 receptor α-chain)를 세포표면에 발현하는데, CD4+와 CD8+ T세포, 자연살해 세포와 자연살해 T세포, B 세포, 항원제시세포와 같은 다양한 종류의 면역세포들의 활 Apoptotic Thymus death Immature T cell Positive selection + 절할 수 있는 독특한 능력 때문에 FOXP3 TReg세포는 동 환, 병원성 면역반응, 염증성 장관질환, 알레르기 질환 등을 Negative selection NaÏve T cell 성, 증식, 기능 등을 억제할 수 있다.5) 이러한 면역 반응을 조 종이식거부반응, 임신기 태아-모체의 거부반응, 자가면역질 Periphery Effector T cell Activation Stimulation with immature DC and/or in the presence of IL-10 and/or TGF-β CD4+CD25FOXp3+TRegCells 억제하는데 중심역할을 한다.6) 하지만 FOXP3+ TReg세포는 종양면역반응과 감염에 대한 면역반응을 하향 조절하여 숙 주에 해로운 작용을 나타내기도 한다. 따라서 면역학자들 은 지난 수 십 년 동안 분자수준에서 TReg세포의 정체를 알아 내기 위해 그 표현형을 정의하기 위해 노력해왔지만 결과는 Intrinsic or natural CD4+CD25+FOXP3+TReg cells Induced Tr1 Th3 CD4+CD25+ (IL-10) (TGF-β) + FOXP3 TReg cells Fig. 1. TReg cell development. 그렇게 성공적이지 못하였다.7,8) 아직도 TReg세포를 정확하게 구들을 바탕으로 먼저 인간 TReg세포의 발생에 관하여 알아 정의하고자 하는 노력이 계속되고 있고, 다른 한편으로 새 보고, 이들 세포들에서 FOXP3, CD45RA와 CD45RO의 발 로운 임상적인 적용을 위해 TReg세포와 관련된 면역생물학 현과 이들 세포 내 아집단의 형질과 기능, 그리고 마지막으로 + 과 분자생물학이 FOXP3 TReg세포를 집중적으로 연구하 이 세포들의 임상적인 적용에 대해여 알아보고자 한다. 7-9) 고 있다. 또 다른 한편으로는 CD4+CD25+FOXP3+ TReg세포들뿐만 인간 TReg세포의 발생 아니라 다른 특정 T세포들도 조절 능력을 갖고 있고, 제한 된 환경에서 자가면역질환을 억제할 수 있음이 밝혀졌다.10) IL-10을 분비하는 TR1세포, TGF-β를 분비하는 TH3세포, - - + - 흉선기원의 자연 TReg세포 자연 TReg세포를 발견하고 이 세포들의 성격을 알아내기 전 일부 CD4 CD8 T세포와 CD8 CD28 T세포 등이 여기에 까지는 자발적 자가면역 질환이 중심 림프계에서 생성된 T세 속하는데, 이들 세포들은 특정한 싸이토카인 환경에서 특이 포와 B세포의 비정상적인 자기 관용(self tolerance)때문에 항원에 의한 자극으로 조절능력을 얻게 된다(Fig. 1). 대부분이 생길 것으로 생각하였다. 하지만 출생 후 2~4일된 마우스에 + + 흉선에서 발생이 결정되는 자연적으로 발생하는 CD4 FOXP3 서 흉선절제술 후에, 그리고 성인 쥐에서 흉선절제술 후 방 TReg세포와 달리 이들 세포들은 억제기능을 위해 활성화되 사선 조사에 의해 각각 자가면역질환이 발생하였고, 이 자 10) 가면역질환은 정상 마우스와 쥐로부터 CD4+T 세포를 이식 고, 특성화된 독특한 T세포의 일종이다. 인간 TReg세포는 마우스 TReg세포가 본질적으로 CD25를 하여 예방할 수 있었다. 이 두 가지의 자가면역질환 동물모델 발현한다는 1995년의 연구결과에 기초하여 2001년에 최초 이 소개되면서 자기 내성(self tolerance)에 있어서 TReg세포 + + 11-13) 로 CD4 CD25 T세포로 특성화되었다. 비슷하게 2003 가 중요한 역할을 한다는 것을 알게 되었고, 정상흉선이 자 년에 Foxp3가 마우스 TReg세포의 발생과 기능을 위한 주된 조 가면역을 방지하는 기능을 갖는 T세포를 생성하며, 이 세포 절 유전자로 기술되었고, 후속의 연구들에 의해 FOXP- 3가 들의 발생이 신생아기 흉선절제술로 파괴될 수 있음을 알게 인간 TReg세포의 특이 표지가 되었다.3,14) 하지만 인간 naive 되었다.7) CD4+ T세포가 활성화되면 CD25와 FOXP3 모두 발현됨이 T세포 결핍 마우스에 CD4+CD25+세포가 없는 흉선세포 또 알려짐에 따라 순수한 인간 TReg세포의 확인이 모호해졌다.15) 는 말초혈액의 T세포 부유물을 양자이식(adoptive transfer) + 결과적으로 인간에서 FOXP3 TReg세포의 형질과 기능, 안 을 하였을 때 다양한 종류의 자가면역질환이 발생하는 것으 정성에 대한 혼란이 만연하였고, 건강한 개체와 면역학적인 로 보아 흉선기원의 TReg세포가 존재하고, 이 세포들이 말초 질환을 갖는 환자들에서 TReg세포 표현형과 기능적 특징에 혈액에 존재한다는 사실을 알 수 있었다.7,16) 또한 개체발생 관한 연구들이 서로 일치하지 않는 결과를 낳았다. 학적으로, CD4+CD25+T세포는 말초혈액에서 출생 후 3일 후 최근의 연구들은 인간 CD4+FOXP3+ T세포가 유전자 발 부터 나타나며 따라서 신생아기 흉선절제술이 흉선에서 TReg 현, 표현형, 억제기능에 있어서 서로 동질성이 없다고 보고하 세포의 생성을 억제함을 알 수 있었다.17) 이러한 연구 결과들 고 있으며, 따라서 인간 TReg세포를 새로 분류하기 위해 새 은 흉선기원의 CD4+FOXP3+ T세포가 자연 TReg세포(nTReg 로운 기초적인 지식이 필요해졌다. 따라서 저자는 최신의 연 세포)임을 확인하여 주었다. 738 Regulatory T Cells in the Human Immune System █ Kim YM 미성숙한 FOXP3+흉선세포가 인간의 흉선에서 그 존재 유전자가 변이 또는 결손될 경우 자가면역질환의 발생하며, 가 확인이 되어왔지만, 이들 세포가 흉선 TReg세포의 발생에 특정 환경에서 FOXP3의 발현에 의해 일반적인 T세포가 억 서 어떤 역할과 기능을 나타내고, 얼마나 필요한지에 대해서 제기능을 갖게 된다는 사실은 FOXP3가 TReg세포의 분화와 는 거의 알려진 바가 없다. 하지만, 마우스에서는 자연 TReg 기능에 주된 조절인자임을 의미한다고 하겠다.28) 세포의 발생에 필요한 조건들이 있는데, 흉선기질세포, 피 하지만 FOXP3가 활성화된 T세포에서 일시적으로 발현 질과 수질의 흉선 상피세포, 수상돌기세포와 같은 세포들이 되면 억제기능을 나타낼 수는 없고, 지속적으로 발현이 되 TReg세포의 분화와 선택에 관여를 한다.5,18) TReg세포의 흉선 어야 조절기능을 수행할 수 있다.29,30) 만약 실험실에서 오랜 내 발달에는 T세포 수용체(TCR)와 흉선기질세포들에 의해 기간 동안 TReg세포를 배양하여 FOXP3 발현이 점차 소실 제시되는 자가 펩타이드(self peptide)-MHC 복합체 사이 될 경우 강력했던 TReg세포의 억제기능 또한 감소하게 된다. 에 일어나는 고 친화 상호작용(high-affinity interaction) 따라서, TReg세포가 억제기능을 수행하기 위해서는 안정적 이 필요하다.19) 또한, CD40나 CD28의 발현이 소실된 후 이고 높은 수준의 FOXP3 발현이 필요하다.31,32) 흉선 내에서 생성된 TReg세포의 수가 감소하는 것을 보면 알 마우스 naive CD4+TReg세포는 인간 TReg세포와 달리 일 수 있듯이 흉선기질세포들은 TReg세포의 발생에 필요한 co- 단 활성화가 되면 FOXP3의 발현이 일시적이거나 불규칙해 5) stimulatory 신호를 제공한다. 더욱이 IL-2와 IL-7 둘 모 지지 않고 일정하게 발현을 유지한다. 또한, 마우스 T세포 두 마우스의 흉선 내 미세환경에서 TReg세포의 발생에 필요 는 실험적으로 TGF-β나 retinoic acid로 자극을 주면 즉 20) 마우스와 인간의 흉선세포의 발생이 비슷하므로 마 시 FOXP3+TReg세포로 바뀌는데, 자연적 TReg세포와 구분 우스의 TReg세포의 발생과 인간의 TReg세포의 발생은 비슷하 하여 이들 세포들을 ‘유도’ 또는 ‘적응’ T Reg세포(iTReg세포) 다고 할 수 있다. 하지만, 인간에서는 독특한 구조물인 Has- 라고 한다.33) 이러한 ‘유도된’ 또는 ‘적응된’ TReg세포는 FOXP3, sall’s corpuscles이 흉선의 수질에 존재하고, 이 구조물이 CD25, CTLA4와 같은 조절기능과 관련된 많은 종류의 표 초기의 미성숙한 TReg세포를 위한 특성화된 미세환경을 형 현형 표지자들을 발현한다. 하지만 이들 세포들은 생체 내 Hassall’s corpus- 에서는 CD4+CD25+FOXP3+ 자연 TReg세포의 특징적인 유전 cles은 thymic stromal lympopoietin(TSLP)를 분비하는 자 전사 프로필을 나타내지 않는다. 실제로 많은 양의 TGF- 하다. 21) 성하는데 기여하는 것으로 생각된다. + 데, 이것은 흉선 내에서 미성숙한 CD11c 수상돌기세포를 활 β에 의해 유도된 조절 물질들은 FOXP3와 무관하게 생성이 성화하고 co-stimulatory molecule들의 발현을 증가시킨 되며, 비슷하게 FOXP3가 결핍된 scurfy 마우스에서 분리 21,22) 다. TSLP에 의해 활성화된 수상돌기세포는 흉선세포의 양성선택(positive selection)에 관여하고, 흉선세포들이 성숙된 FOXP3+T세포로 분화되는데 관여하는 것으로 생각 23) 해낸 CD4+T세포도 TGF-β 처치 후에 여러 조절물질을 비 슷하게 생성하는 것을 볼 수 있었다.34) 마우스와 달리 인간에서는 FOXP3+T세포가 실험관내에 서 TCR 자극과 TGF-β에 의해 naive CD4+ T세포로부터 된다. 유도가 되는데 자연 CD4+FOXP3+T세포와 비교하였을 때 억제능력이 상대적으로 약하였다. 하지만 이들 세포들 역시 인간과 마우스에서 FOXP3 전사인자 자기 관용의 유지에 중요한 역할을 하는 FOXP3 유전자 pro-inflammatory 싸이토카인을 분비할 수 있었다.35) 따 는 ‘scurfy mice’와 immunodysregulation, polyendo- 라서 인간에서는 전형적인 T세포들이 완전한 억제 능력을 crinopathy, enteropathy, X-linked(IPEX) syndrome을 갖기 위해서는 FOXP3 발현에 의해 유도된 기능적, 형태적 갖는 환자에서 심각한 자가면역질환과 알레르기를 일으키는 인 변화뿐만이 아니라, 또 다른 추가적인 인자들이 필요하다 + + 유전자로 처음으로 알려졌는데, 설치류에서 CD4 CD25 TReg 는 것을 의미한다. 하지만 인간에서 유도 FOXP3+TReg세포 세포의 결핍으로 발생한 질환과 유사하였다.24,25) 또한, 마우 가 생체 내에서 생리적으로 어느 정도로 기능을 하는 억제세 스의 naive CD4+T세포에서 FOXP3가 우연히 발현될 경우 포로써 존재하는지 여부와, 말초혈액에서 얼마나 많은 naive 이 세포들도 TReg세포와 같이 억제 기능을 갖고, TReg세포 T세포가 FOXP3+TReg세포로 전환이 되고, 또는 얼마나 많은 와 관련된 중요한 물질인 CD25, cytotoxic T lymphocyte FOXP3+TReg세포가 흉선에서 유리되어 나오는지 여부는 아 antigen 4(CTLA4), glucocorticoid-induced TNF-re- 직까지도 완전히 알려지지 않았다. ceptor-related protein(GITR) 등을 발현하는 것을 알 수 위에서 언급하였듯이 인간 FOXP3는 말초혈액에서 활성 있고, 인간 CD4+T세포에서도 FOXP3가 발현이 되었을 경우 화 된 T세포나 TReg세포에서 발현이 된다(Table 1). 활성화 이러한 현상들이 비슷하게 일어난다.3,26,27) 따라서, FOXP3 된 T세포에서 FOXP3의 상향조절은 과도해진 면역반응을 억 www.jkorl.org 739 Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg █ 2010;53:737-48 Table 1. TReg cell markers Transcription factors FOXP3 Activation and memory Homing and origin CD45RA CD45RO CD25 HLA-DR Lack of CD127 CD69 CD62L CCR4 CCR6 CCR9 CD103 CD304 Lack of CD49d Suppressive and effector function CTLA4 ICOS CD39-CD73 LAP Granzyme B Galectin 1 Galectin 10 TRANCE CD80 & CD86 IL-10 IL-17 CD2 Lack of IL-2 Apoptosis, survival or others CD27 OX40 CD95 PD1 GITR Galectin 3 GARP MS4A4B IL-1R CD6 제하고, 항상성을 유지하기 위해 이들 세포에서 시작된 음성 서, CD127 발현 자체만으로 생체에서 TReg세포를 활성화된 + 피드백으로 생각할 수 있다. 이러한 사실들은 또한 FOXP3 T세포로부터 정확하게 구분할 수 없다.39) 따라서 다른 방법 T세포가 기능적으로 이질성을 갖는다는 것을 의미한다. 으로, CD62L(L-selectin)이 TReg세포에 특이적으로 발현 되는 것은 아니지만, CD62L 발현여부를 CD127과 같이 사용 인간 조절 T세포의 계통분류 하면 TReg세포와 전형적인 CD4+T세포를 구별하는데 유용할 수 있다. 즉, TReg세포는 표현형이 CD25hiCD127lowCD62L+이 세포 내 FOXP3의 검출만으로 TReg세포의 기능적인 측정 고, 최근에 활성화된 전형적인 CD4+T세포는 CD62Llow이 이 어려워짐에 따라 세포표면의 표지자들이 살아있는 TReg세 다.40) 인간에서 말초혈액에서 순수한 TReg세포를 분리하기 위 포를 확인하기 위해 중요해졌다. 마우스에서는 CD4+FOXP3+ 해 CD127과 CD25를 같이 사용하면 TReg세포가 아닌 FOXP3 TReg세포를 CD25 발현을 추가하여 확실히 확인할 수 있다. 를 발현하는 CD4+T세포 군이 포함되어 있을 수 있다. 실제 하지만 무작위로 인간에서 분리해낸 말초혈액은 30%까지 로, 시험관에서 CD45RO와 낮은 수준의 FOXP3를 발현하 CD4+CD25+T세포를 포함하고 있기 때문에 인간에서는 는 이 세포 군은 낮거나 중간 정도의 CD127 발현을 보이지 CD25 발현여부로 TReg세포를 확인할 수 없다. 가장 높은 만 효과기 세포들을 억제하지 못하고 IL-2, IFN-r, IL-17 CD25 발현을 보이는 세포들 중 겨우 1~2%의 세포만이 기능 과 같은 pro-inflammatory 싸이토카인을 생성한다.9) 이 적으로 억제기능을 갖고 TReg세포로 여길 수 있다는 연구도 있 러한 비조절성의 FOXP3lowT세포는 아마도 억제능력의 획 11,36) 다. + 더욱이, 인간 FOXP3 T세포에서는 FOXP3와 CD25의 발현 수준은 비례관계에 있기 때문에, 높은 수준으로 CD25 득 없이 FOXP3 발현을 상향 조절하는 것으로 보이는 활성화 된 CD4+효과기 세포로 생각이 된다. 를 발현하는 T세포를 분리하게 되면 naive phenotype(CD45- 가장 최근의 연구에서는 non-TReg세포와 기능적 FOXP3+- RAhiCD45RO-) 을 갖는 FOXP3lowCD25midTReg세포는 제외 TReg세포 사이의 차이가 FOXP3 유전자의 메틸화 정도와 관 된다. 그렇다고 CD25 발현수준에 있어서 intermediate와 련이 있다고 보고하였는데, CD45RO+FOXP3low non-TReg세 high 사이를 구분 짓는 특별한 기준이 있는 것도 아니다. 특 포에서는 탈메틸화가 불완전하게 되어 있지만, FOXP3+TReg 히 염증이 있는 환경에서 활성화된 T세포 또한 CD25를 발현 세포에서는 억제능력과 함께 탈메틸화가 완전하게 되어 있 하기 때문에 이러한 분명치 않은 기준으로 TReg세포의 수와 다고 하였다.9) 하지만 이 연구 역시 실험조건이 체외 시험관이 기능을 분석한 여러 연구결과들이 일관된 결과를 보이지 라는 한계가 있다. 정상인에서 이러한 FOXP3lownon-TReg세포군이 발견됨 않았다. 최근에는 FOXP3 발현과 억제능력은 CD127을 낮은 수준 + 으로 발현하는 CD4 T세포에서 풍부하다 사실에 기초하여, 에 따라 FOXP3 발현을 인간 TReg세포의 유일한 표지자로서 사용하지 않게 되었다. 세포표면의 CD127(IL-7 receptor α-chain)의 결핍이 인 간 TReg세포를 구분하고, 분리해내는 데 CD25를 대체할 수 있 인간 TReg세포의 이질성 는 유용한 표지자로 알려졌다.37,38) 하지만 전형적인 CD4+T세 위에서 언급하였듯이 인간 FOXP3+T세포는 억제, 비억제 포도 활성화된 후에 CD127을 하향 조절하는 경향이 있어 T세포를 포함하여 표현형적으로, 기능적으로 이질적이다. 최 740 Regulatory T Cells in the Human Immune System █ Kim YM 근의 연구결과는 이질적인 TReg을 구별하기 위한 표지자로써 TCR자극에 의해 성숙되지 않았음을 의미한다. 하지만, 마 CD45RA, CD45RO를 CD25, FOXP3와 같이 사용하였을 우스의 자료에 기초하여, TReg세포는 말초에서 유지되기 위해 9,41) 때 특별히 유용하다고 보고하고 있다. + hi 서는 그들의 같은 기원의 항원, 아마도 자가 항원에 의해 지 + CD45RO CD25 CD4 TReg세포는 CD25와 함께 또 다른 속적인 자극이 필요하다.43) 따라서, 그들이 CD45RA를 발현한 TReg세포 표지자를 발현한다는 점, 강력한 억제 활동을 소유 다 하여도, 이러한 TReg세포는 엄격히 nai¨ve T세포로 여길 수 하고 있는 점, 명백한 무반응 상태라는 점에서 마우스의 TReg 없다. 사실 활성화된 CD4+T세포가 CD45RA를 발현할 수 있 세포와 유사하며, 마우스 CD25+CD4+TReg세포에 상응하는 다는 사실은 20년 이상 전에 알려졌다.44) 하지만 대부분의 인간의 TReg세포로 생각되었다.11-13) CD45RA+FOXP3low nai¨ve T Reg세포는 또한 CD31(PE - ¨ ¨ CD45RA를 발현하고 CD45RO는 발현하지 않는 naive 표 CAM1)을 발현할 수 있다. 이것은 최근에 흉선에서 이주하 현형을 갖는 인간 FOXP3+CD4+T세포도 발견되었는데 이 여 온 T Reg세포의 세포표면 표지자이고 실질적으로 모든 세포들 또한 강력한 억제 기능을 소유하고, 말초혈액에 존재 CD45RO+TReg세포는 발현하지 않는다. 따라서 말초에서 발 하며, 제대혈에 널리 존재함이 알려졌으며, 이들 세포는 마우 견되는 대부분의 흉선기원 TReg세포는 CD45RA+FOXP3low 스에는 존재하지 않는 세포들로 생각된다.39-41) CD45R A+ - nai¨ve TReg세포라고 결론지을 수 있다.9,42) 핵산 증식 표지자 FOXP3+세포와 CD45RO+FOXP3+T Reg세포 사이에 행동 인 Ki67의 발현이 없다는 것은 이러한 naive TReg세포가 비교와 유전자 발현을 비교하였을때 두 세포군이 기능적으 무 활동의 단계, 휴지기의 TReg세포라는 것을 의미한다.9) 로는 다르지만 발생학적으로는 연관되어 있다는 것을 알 수 있었다(Fig. 2).9) ¨ Nai¨ve TReg세포는 실험실적으로 TCR 자극 후에 증식을 ¨ 하고, 세포자멸(apoptosis)에 크게 저항한다, 이것은 실험실 적으로 활성 후에 세포자멸과 저 반응을 일으키는 경향이 있 + low CD45RA FOXP3 는 CD45RO+CD25hiFOXP3+TReg세포와 반대되는 현상이다. Nai ve TReg세포 ¨ ¨ ‘Nai¨ve’ TReg세포는 그들 세포표면에 CD45RA를 발현하 일단 활성화가 되면, nai¨ve TReg세포는 증식하고 FOXP3 발 고 FOXP3는 낮은 수준으로 발현한다.9,42) CD45RO는 발 현을 상향조절하고, CD45RO+CD25hiFOXP3+TReg세포로 현하지 않고, CD45RA를 발현했다는 것은 ‘nai¨ve’ T세포가 전환한다. ¨ ¨ ¨ 이러한 결과는 마우스 흉선기원 자연 TReg세포의 인간에 해 당하는 세포는 CD45RO+CD25hiFOXP3+TReg세포군이기 보 다는 CD45RA+FOXP3low nai¨ve TReg세포군이라는 것을 의미 ¨ 한다. 이러한 생각은 제대혈에서 발견되는 대부분의 모든 NaÏve T cell NaÏve TReg cell FOXP3 발현 CD4+T세포가 CD45RA+FOXP3lowTReg세포라는 사실에 의해 지지된다.9,42,45) Activated T cell Activated converted TReg-like cell Effector TReg cell 최근에 흉선에서 이주하여온 FOXP3+ 세포는 CD45RA+FOXP3lowCD31+라는 명백한 표현형의 표지자를 갖는 동질 의 세포군이지만, FOXP3+ 흉선세포의 발생은 더욱 이질적 Memoryh T cell 이다. 즉, 인간 흉선에서 세포들을 분석할 경우 CD45RO를 Terminal effector TReg cell Fig. 2. TReg cell differentiation and lineages. Phenotypic markers are indicated during CD4+ cell differentiation into the conventional T cell and regulatory T(TReg) cell lineages. All T cell lineages originate in the thymus and emigrate as naive CD45RA+T cells. Activation of naive T cells in the periphery induces their differentiation into both conventional and regulatory subsets. Conventional T cells can further differentiate into memory T cells, which can then be reactivated. Although conventional memory formation has not been described, TReg cells have been shown to differentiate into terminal effector TReg cells with unique cell surface marker expression. Also contributing to the CD45RA- peripheral TReg cell compartment are converted TReg-like cells, which are derived from conventional T cells. These converted TReg-like cells have cell surface marker expression similar to that expressed by natural TReg cells. CTLA4: cytotoxic T lymphocyte antigen 4, FOXP3: forkhead box P3, ICOS: inducible T cell co-stimulator. 발현하는 FOXP3+ 흉선세포, inducible T cell co-stimulator(ICOS)를 발현하는 FOXP3+ 흉선세포뿐만 아니라, CD45RA를 발현하는 FOXP3+ 흉선도 확인할 수 있다.45) CD45RO와 ICOS는 최근에 이주한 흉선세포가 아니라, 말초혈액에서 대개 기억 형태의 항원-경험 T세포에서 발현 이 된다. 이들 표지자의 일시적인 발현은 TReg세포의 흉선 발생에 중요한 역할을 한다. 예를들어, 실험실적으로 ICOS ligand는 ICOS+TReg세포의 생존에서 필수적임이 밝혀졌 다.45) 흉선에서 TReg세포의 발생은 CD45RO와 ICOS와 같 은 활성 또는 기억 표지자의 일시적인 발현이 이들 유전자 의 결손을 피하기 위해 필요할지도 모른다. www.jkorl.org 741 Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg █ 2010;53:737-48 효과기 CD45RO+FOXP3hi 조절 T세포 효과적인 억제능력을 갖는다. 효과기 TReg세포에 의해 HLA- CD45RA+FOXP3lownai¨ve 조절 T세포에서 주로 기원하 ¨ + hi DR이 발현되는 kinetics는 일반적인 T세포에 비해 독특하 는 것으로 생각되는 CD45RO FOXP3 T세포들은 실험실 다. 즉, 일반적인 T세포는 활성화된 후에 일시적으로 HLA- 적조건에서 강력한 억제 활동을 갖고 있고 활성 후에는 저 DR을 발현하는 데 비해 효과기 TReg세포는 활성화된 후에 11-13) 반응성을 보인다. 이들 세포의 실험관내 저반응성은 활 HLA-DR의 발현을 적어도 30일간 유지한다(Fig. 2). 성 후에 그리고 억제 중에 쉽게 일어나는 세포자멸사에 대 한 이차적인 것이다.9,46,47) 최근에 활성화된 전형적 CD4+T 세포들에 의해 상향조절 되는 것으로 알려진 CD25, GITR, 인간 TReg세포의 억제 능력 CD95, CTLA4가 이들 세포에서 발현되었기 때문에, 이들 인간 TReg세포의 억제 능력에 대한 정확한 분자생물학적 세포들은 최근에 활성화된 T세포로써의 특징도 갖는다. 마우 기전은 아직 정확하게 알려지지 않았지만, 그 동안 마우스 스에서 자연 TReg세포와 비슷하게, 이들은 실험관 내에서 또 를 이용한 활발한 연구로 여러 가지 기전이 제시되고 있다. 는 생체 내에서 매우 높게 증식을 한다. 따라서 휴면상태에 여기에 속하는 기전들로는, IL-10, IL-35, TGF-β와 같은 + hi 있는 naive TReg세포와 반대로, CD45RO FOXP3 T세포 억제 싸이토카인의 분비에 의한 억제(Fig. 3A), granzyme 들은 활성화되고 기능적으로 분화된 TReg세포의 아 집단으로 A 또는 granzyme B, perforin의 작용으로 발생하는 세 생각할 수 있다.11,13) 이러한 사실들에 기초하여, CD45RO+- 포용해에 의한 억제(Fig. 3B), 고-친밀 CD25(IL-2 recep- ¨ ¨ hi FOXP3 T세포는 효과기 TReg세포라고 불릴 수 있다. 제대혈 tor α)에 의한 싸이토카인 박탈에 의한 세포자멸사와, 강력 에 풍부하고 자궁내에 주요 세포군인 naive TReg세포와 반대 한 억제 작용이 있는 cyclic AMP를 효과기 TReg세포가 효 로 효과기 TReg세포는 성인과 노인에 더욱 널리 분포하고 있다. 과기 T세포에 gap junction을 통해 전달하여 억제작용을 효과기 T Reg세포가 전형적인 기억 T세포의 표지자인 나타내는 것과, CD39, CD73에 의해 생성된 adenosine이 CD45RO를 발현하지만, 마우스 실험에서 TReg세포에 의한 adenosine 수용체 2A(A2A R)와 결합하여 억제작용을 나타내 기억과 회상 반응에 대한 증거는 없다. 실제로 생체에서 효 는 세포대사의 파괴에 의한 억제(Fig. 3C), 마지막으로 수상돌 과기 TReg세포에 대한 turnover 분석을 할 경우 이 세포들 기세포를 통한 억제 등이 있다(Fig. 3D). 최근의 마우스를 이용 은 빠른 turnover 과정에 있음을 알 수 있다. 그리고 이것은 한 연구는 생체 내 생체 외 모두에서 CTLA4가 FOXP3+TReg 장기간 생존하는 기억 T세포군이 아니라는 것을 나타낸다.48) 세포의 억제기능에 있어서 중요함을 보여주었다.49) TReg세포 하지만 효과기 TReg세포가 성숙해서 마지막에는 세포가 재 에 의해 발현된 CTLA4는 수상돌기세포에서 CD80와 CD86 빠르게 죽게 되는 억제세포로 분화할지 모른다는 가능성은 의 발현을 조절하여 활성화된 효과기 T세포들을 억제하였 남아있다. 효과기 TReg세포가 메모리-형태의 장기간 살아있 다. 인간에서 오직 CD45RO+FOXP3hi 효과기 TReg세포만이 는 세포군을 포함하고 있는지 여부는 아직도 연구되어야 할 CTLA4를 높은 수준으로 발현한다는 점은 흥미를 자아낸 부분으로 남아있다. 다. CTLA4의 APCs에 작용이 TReg세포의 억제기능에 절대 ¨ ¨ 표현형적인 분석은 효과기 TReg세포군이 ICOS와 HLA- 적으로 필요한지는 더 연구되어야 한다. DR의 발현에 이질적이라는 것을 나타낸다. ICOS의 차별적 발현은 말초혈액에서 두 가지의 기능적으로 구별된 효과기 TReg세포군을 나타낸다. ICOS+ 효과기 TReg세포는 IL-10 - 을, ICOS 효과기 TReg세포는 TGF-β와같은 억제 싸이토 45) 카인을 활발하게 생성한다. Allergy와 Asthma에서 TReg세포의 역할 아토피 환자에서는 알레르기 항원이 naive T세포에 제시 되면 IL-4, IL-5, IL-9, IL-13과 같은 효과기 TH2-타입 비슷하게, HLA-DR의 발현 의 싸이토카인이 발생하고, 이어서 과민반응을 일으키는 항 은 마지막으로 분화된 효과기 TReg세포의 아 그룹을 구분하 원특이 IgE항체가 생성되는 특징적인 면역반응이 일어난 는데 이용한다. HLA-DR은 성인말초혈액에서 효과기 TReg 다. 이러한 면역반응에 뒤이어 호산구, 중성구, 호염구, T세 11) 세포의 약 1/3에서 발현이 된다. + HLA-DR TReg세포는 포와 대식세포의 침윤이 일어난다. 그 동안 TReg세포를 통 HLA-DR TReg세포에 비해 실험관에서 전형적인 T세포의 한 알레르기질환 억제 가능성이 여러 종류의 동물연구와 증식을 억제하고 싸이토카인을 더 빠르게 분비한다. 이러한 환자를 통한 임상연구를 통해 제시되어왔다. 최근에는 제 - + 실험관내 생성된 HLA-DR 효과기 TReg세포는 체외에서 II형 폐포 상피세포가 TReg세포 유도를 증진함이 밝혀졌고,50) 관찰되는 HLA-DR+ 효과기 TReg세포와 비슷하게 억제능력 천식환자를 건강한 대조군과 비교하였을 경우, TGF-β와 - 을 갖고 있으며, 두 세포들은 HLA-DR TReg세포에 비해 더 742 FOXP3+TReg세포가 감소되어 있었으며,51) 기도염증 동물모델 Regulatory T Cells in the Human Immune System █ Kim YM Cytolysis Inhibitory cytokines Membranetethered TGF-β Granzyme A or granzyme B TGF-β Perforin pore A IL-35 TReg cell IL-10 Apoptotic effector T cell B Targeting dendritic cells Metabolic disruption CD25 IDO IL-2 CD80/ CTLA4 CD86 CD39 CD73 A2AR LAG3 MHC class II Adenosine D C Fig. 3. Basic mechanisms of suppression used by TReg cells. Depiction of the various regulatory T (TReg)-cell mechanisms centred around four basic modes of action. Inhibitory cytokines include interleukin-10 (IL-10), IL-35 and transforming growth factor-β (TGF-β)(A). Cytolysis includes granzyme-A-and granzyme-B-dependent and perforin-dependent killing mechanisms (B). Metabolic disruption includes high-affinity CD25 (also known as IL-2 receptor α)-dependent cytokine deprivation-mediated apoptosis, cyclic AMP (cAMP)-mediated inhibition, and CD39-and/or CD73-generated, adenosine receptor 2A (A2AR)-mediated immunosuppression (C). Targeting dendritic cells (DCs) includes mechanisms that modulate DC maturation and/or function such as lymphocyte-activation gene 3 (LAG3; also known as CD223)-MHC-class-II mediated suppression of DC maturation, and cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 (CTLA4)-CD80/CD86-mediated induction of indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), which is an immunosuppressive molecule made by DCs (D). 에서는 CCR4를 발현하는 항원 특이 CD4+CD25+TReg세포 때 IL-10생성 TReg세포들을 증가시키는 것으로 알려졌는 들이 폐로 이동하여 항원특이 TH2 세포의 증식을 억제함이 데, 이 세포들은 항원특이 TH2세포를 억제한다.58) 최근에 알려졌다.52) 최근의 연구에서는, Bovis Vacille Calmette- 는 IL-23와 TH17세포가 호중구의 침윤을 증가시키고 TH2 Guerin(BCG)를 마우스에 접종하였을 경우 OVA에 대한 세포매개성 호산구성 염증을 증가시켜 기도염증반응을 증 감작이 억제됨을 보여주었다.53) BCG 접종이 마우스에서 기 가시킴이 동물 천식모델에서 보고되었다.59) 따라서 천식에 도 호염구증을 억제하였고, CD4+CD25+FOXP3+TReg세포들 대한 효과적인 면역조절치료를 위해서는 TH17세포와 TH2 을 증가시켰으며, CTLA4의 발현을 증가시켰고, 항염증성 세포의 반응을 억제하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 53) 싸이토카인인 IL-10과 TGF-β의 수준을 증가시켰다. 알레르기와 기생충 감염 사이의 관계를 조사하는 연구들 현재 알레르기 질환에서 사용중인 당질코르티코이드(glu- 은 만성적인 기생충감염이 있는 아이들은 house dust mite cocorticoids)나 β2-agonist가 Tr1-유사 세포의 기능과 에 대한 알레르기 반응이 감소되어 있다고 보고하고 있다.60) 수를 증가시킬 수 있음이 보고되었다.54,55) 또한, 중등도-고 위장관 기생충인 Heligmosomoides polygyrus를 마우스 도 천식환자에게 흡입 또는 경구로 당질코르티코이드 치료 에 감염시키면 실험적으로 집먼지 진드기 항원인 Der p 1에 + + + 를 하였을 경우 FOXP3 IL-10 CD4 T세포의 빈도가 말초 의해 유도된 기도 알레르기를 억제하는 TReg세포들이 유도 혈액에서 증가함이 보고되었다.54) 또한, 건초열 환자에서 됨이 밝혀졌다.61) 이러한 연구들은 알레르기질환의 발생에 grass 화분을 이용한 면역치료를 하였을 경우 비점막에서 대한 감염의 억제효과에 있어서 호흡기 또는 위장관 병원균 + + + CD3 CD25 FOXP3 세포가 증가하였는데 이 중 일부는 들에 의한 TReg세포들의 유도가 중요한 역할을 할 수 있을 것 IL-10은 알레르기반응 환경에 이란 가설을 지지한다.62) 면역조절물질들[예를 들어, B. per- 서 IgE를 억제하여 보호기능을 수행하는 것으로 생각되는 tussis로부터 얻은 filamentous hemagglutinin(FHA) 또 57) isotype 항체인 IgG4의 생성을 증가시키는 역할을 한다. 는 기생충의 생성물들과 같은]을 발견함으로써 자가면역질 또한, 덱사메타손과 비타민D3를 이용하여 치료를 하였을 환과 알레르기를 예방하고 치료할 수 있는 면역치료제로 이 56) IL-10을 같이 발현하였다. www.jkorl.org 743 Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg █ 2010;53:737-48 용할 수 있다(Fig. 4).63) 질환의 원인이 될 수 있다. 그러나 TReg세포가 자가면역질환 과 같은 일반적인 면역학적 질환의 병태생리에 어떻게 관련 이 있는지 아직 알려지지 않았다.2,6) TReg세포는 자가 이식 TReg세포의 임상적 적용(Table 2) 된 조직의 유지와 태아와 산모간에 면역학적 문제에 대한 TReg세포의 기능에 이상이 생길 경우 allergy나 자가면역 Allergen Bacterial IMs 내성 그리고 다양한 면역 반응의 조절에서 역할을 하고 있 다.5) 하지만 예를 들어 내성이나 면역 조절에서 TReg세포가 공헌하고 있는 것에 대해 신뢰성 있게 탐지할 수 있는 방법 은 알려져 있지 않다. DC DC 최근 연구에서 FOXP3+T 세포가 이질적이고 조절성 T세 포군과 비조절성 T세포군으로 구성되어 있다고 알려졌기 때 NaÏve T cell IL-10/TGF-β NaÏve T cell FoxP3+ nTReg cell IL-4 문에, 전체 FOXP3+T 세포 수를 측정하고 체외에서 CD25hiTReg세포에 대한 기능검사를 하는 것보다 FOXP3+T세 포의 각각의 아 집단에 대해 정량적, 정성적으로 분석하는 것이 중요하고 필요한 일이다. 실제로 naive FOXP3+T세포 IL-10/TGF-β Th2 cell iTReg cell Eosinophilia IL-4 IL-5 IL-9 TGF-β 와 효과기 FOXP3+T세포, 그리고 비조절성 FOXP3+T세포 의 구성에서 질병 특이적인 패턴도 보인다. 따라서, 면역 반 응을 조절하는데 모든 FOXP3+세포를 이용하기 보다는 특 IgE Th9 cell Immune pathology 정 FOXP3+TReg세포의 아 집단을 표적으로 삼는 것이 더 욱 효과적이다. Lung epithelium Fig. 4. Role of regulatory T cells (TReg cells) in the prevention of allergic disorders. Under normal homeostatic conditions, aberrant inflammatory responses are suppressed by forkhead box P3 (FOXP3) + natural TReg cells (nTReg cells). However, in certain individuals in whom immunologic tolerance is defective, when allergens enter the lung, they bind to immature dendritic cells (DCs) and promote the differentiation of T-helper type 2 (TH2) cells, which can differentiate into interleukin (IL)-9-secreting TH9 cells. The production of IL-4, IL-5, and IL-9 by activated TH2 and TH9 cells promotes extravasation of eosinophils from the vasculature, leading to immune-mediated pathology and damage to the lung epithelium. However, administration of bacterial immunomodulators (IMs) capable of promoting the differentiation of inducible TReg cells (iTReg cells) may help to reduce these aberrant inflammatory responses by suppressing the induction and/or expansion of reactive TH2 and TH9 cells and thus facilitating the attenuation of allergen-mediated disorders. TReg세포 치료를 통한 면역 억제 최근 체외에서 TReg세포 수를 확장하고 환자의 체내로 이동시키는 방법을 이용한 세포 치료는 자가면역질환을 치 료하거나 골수 이식 후에 이식 대 숙주 질환의 발생을 억제 하기 위한 연구에 이용되고 있다.64,65) 마우스에서는 체외에 서 증식된 TReg세포를 이식할 경우 진행 중인 염증과 자가면 역 질환의 예방과 치료에 효과적이다.5) 그러나 이러한 세포 치료를 임상적으로 이용하기 전에 몇 가지 중요한 문제가 해결되어야 한다. 첫 번째, FOXP3+T세포가 갖는 이질성 때문에 치료 전에 분리하여 확장시킬 TReg세포군을 반드시 결정하여야 한다. Table 2. Clinical application of TReg cells Application In use Under investigation Side effects and limitations Low efficacy in infectious diseases Infection Molecules inhibiting TReg cell function, such as CTLA4-specific antibody (ipilimumab) Molecules inhibiting TReg cell function and differentiation Cancer Molecules that deplete TReg cell populations, such as DAB389-IL-2 (denileukin difitox) Molecules mimicking TReg cellmediated suppression, such as CTLA4-Ig (Abatacept) Molecules that deplete TReg cells Induction of autoimmunity Cellular therapy based on TReg cell expansion Molecules mimicking TReg cell-mediated suppression Molecules capable of maintaining or improving TReg cell purity and survival Suppression of cancer surveillance and immunity Autoimmunity Allergy Pregnancy Transplantation 744 Molecules that favour TReg cell survival and development, such as rapamycin Feasibility during pregnancy not evaluated Regulatory T Cells in the Human Immune System █ Kim YM 위에서 언급하였듯이 CD25와 CD127을 갖고 분리해낸 표적 TReg세포를 이용한 면역 강화 FOXP3+T세포의 증폭에는 주의가 필요한데, 그렇게 분리 FOXP3+TReg세포가 암 숙주에서 효과적인 종양면역의 발 해낸 T세포에는 proinflammatory 싸이토카인을 생산하 생을 억제하고, 만성 감염환자에서는 항 세균면역을 저해한 + low 는 비조절성의 CD45RO FOXP3 T세포를 포함하고 있고, + + 전체 FOXP3 CD4 T세포의 30~50%를 구성하고 있기 때 다는 보고가 증가하고 있다. 많은 수의 CD25+CD4+TReg세포가 암환자의 종양과 배액 림 nai¨ve TReg세포는 증 프절에서 관찰된다는 사실이 알려져 왔는데, 특히 FOXP3+- 폭 후에도 FOXP3 발현을 유지하는 능력이 가장 높기 때문 CD25+CD4+TReg세포에 대한 CD8+T세포의 비율이 감소된 에 이 세포들을 세포치료에 이용하여야 한다.66) 경우 나쁜 예후와 연관이 있다.71) 또한 많은 마우스 모델에서 9) + low 문이다. 하지만, CD45RA FOXP3 ¨ 두 번째, 효과기 TReg세포는 세포사멸에 의해 죽기 쉽고, TReg세포가 결핍되면 항 종양 면역반응이 향상되어 종양을 고용량의 IL-2와 함께 배양할 때도 증폭이 잘 되지 않는 근절할 수 있다는 것을 보여주었다.72) 최근 연구는, CD25+- 다.46) 이에 비해, naive TReg세포는 쉽게 증폭되고, 기능성 CD4+T세포가 고갈된 개체에서 분리한 말초혈액 CD4+T 세 FOXP3+TReg세포로 높은 빈도로 발전할 수 있기 때문에, 포를 실험실에서 항원으로 자극할 경우 암 환자와 건강한 + low TReg세포의 증폭을 위해서 역시 CD45RA FOXP3 naive ¨ ¨ TReg세포를 사용하는 것이 좋다. 하지만 적절히 nai¨ve TReg ¨ 사람에게서 종양 항원 특이 CD4+세포를 증폭할 수 있음을 보여주었다.73) 세포를 순수하게 분리하였다 해도 고용량의 IL-2가 포함된 이러한 연구들에 기초하여, TReg세포에 현저하게 발현되거 사이토카인 환경에서 배양하면 많은 부분에서 proinflam- 나 TReg세포의 기능을 특별히 조절할 수 있는 세포 표면 물 67) matory 싸이토카인을 생성하는 T세포가 발생하게 된다. 따 라서 proinflammatory 싸이토카인을 분비하지 않는 질을 찾고, 이러한 세포 표면 물질에 대해 특이적인 단일클 론항체를 만들어 이용하기 위한 노력이 계속되어 왔다. 100% 순수한 기능성 TReg세포를 증폭시킬 수 있는 싸이토 CD25(소모항체), CTLA4(방해항체), GITR(항진 항체)와 카인과 화학물질을 섞어 만든 ‘칵테일’을 만들고 확립하는 OX40(항진 항체)에 대한 특이 단일클론 항체가 마우스에서 것이 중요하다. Rapamycin(Sirolimus/Rapamune; Wy- 종양 면역을 향상시킬 수 있고, TReg세포를 고갈시키는 Cy- eth)는 비 TReg세포를 제거하여 TReg세포의 순도를 증가시 clophosphamide와 같은 물질은 종양 특이 면역을 향상시킬 킬 수 있으므로 이러한 칵테일의 구성성분 중 하나로 사용할 수 있다.74) CTLA4에 특이적인 폐쇄 단일클론 항체로 ipili- 수 있다.68) mumab(MDX-010; Bristol-Myers Squibb/Medarex)이 세 번째, TReg세포의 100% 순수화가 실험실에서 가능할 개발되었는데 지금은 진행된 암의 치료에 임상적으로 사용 지라도, 체내로 주사된 TReg세포의 안정성은, 특히 전-염증 되고 있다.75) 많은 TReg세포에서 특이 세포표면 표식자가 활 성(proinflammatory) 상태하에서는 장담할 수 없다는 것 성화된 T세포에도 또한 발현된다는 사실이 알려져 있기 때문 이다. 실제로 마우스에서 얻어진 최근의 보고들은 병리적인 에, 서로 다른 물질들을 표적으로 하는 단일클론항체의 조합 상황에서 TReg세포가 효과기 TH1, TH2, TH17세포 표현형으 이 TReg세포와 효과기 T세포 사이의 균형을 효과기 T세포 중 69,70) 로 변할 수 있는 유연성에 대해 높은 관심을 두어왔다. 심으로 조절하는데 더욱 효과적일 것이다. 또한, 마우스 실험에서 체내로 전달된 TReg세포가 수개월 동 TReg세포가 감염 질환에서 기여하는 바는 다소 복잡하다. 안 생존해있다고 언급하고 있지만, 인간에서는 주입된 TReg TReg세포가 수가 고갈되면 항세균 반응이 향상되어 여러 미 세포가 얼마나 오랫동안 살아남고, 확장된 TReg세포를 한번 생물을 제거할 수 있지만, TReg세포는 어느 정도는 T 세포의 만 주사하는 경우 충분히 효과가 있는지는 아직 논란의 여 항세균 반응을 억제시켜 어느 정도는 미생물이 살아남게 하 43) 여 기억 T세포가 발생하게 한다.76) 또한 감염된 조직으로 효 지가 있다. FOXP3+TReg세포를 이용하여 성공적으로 세포 치료를 하 과기 T세포를 조기에 침투시키는 촉진세포로 기능하는 항 기 위해서는 순수한 TReg세포군을 어떻게 준비하고, 이렇게 감염 반응에 직접적으로 관련되어 있다.77) 사람에서 만성 C 모은 TReg세포를 항원-특이적 방법으로 증폭시켰을 때 체 형 간염과 HIV 감염과 같은 만성 바이러스성 감염질환과 외뿐만 아니라 체내에서도 어떻게 기능적으로 안정적인 세 폐혈성 쇼크 같은 심각한 조건들에서 TReg세포들의 수가 증 포군을 유지할 수 있느냐에 달려 있다. 앞으로는 체외에서 가한다는 연구가 예전부터 있었다.78-80) 암에 대한 면역치료 nai¨ve TReg세포로부터 어떻게 기능적으로 반응력 있는 항 와 비슷하게, 항 세균 면역 반응 역시 TReg세포와 효과기 T 원-특이 TReg세포를 유도할 수 있는지에 대한 추가적인 연 세포의 서로 다른 표적화에 의해 조절할 수 있다. ¨ 30) 구가 필요하다. 종합적으로, TReg세포를 기반으로 한 치료들은 다양한 면 www.jkorl.org 745 Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg █ 2010;53:737-48 역학적 질환과 면역 반응을 치료하기 위한 전망이 밝은 분 야 중에 하나라고 할 수 있다. 결 론 1970년대 초 억제자 T세포에 대해 기술된 이래로, TReg세포 의 특성화에 대해 상당한 진전이 있었다. 이제 인간 FOXP3+CD4+T세포는 CD45RA와 CD45RO와 같은 세포 표면 표 지자의 발현과 FOXP3 발현수준에 따라 아세포군들로 분 류될 수 있음이 알려졌다. 항원의 자극에 의해 CD45RA+FOXlow nai¨ve TReg세포는 CD45RO+FOXP3hi 효과기 TReg세 ¨ 포로 분화되는 것으로 여겨지는데, 이 CD45RO+FOXP3hi 효과기 TReg세포는 강력한 억제기능을 수행하고 나면 세포자 멸사에 의해 죽게 된다. FOXP3+T세포 집단은 또한 비조절 성 T세포를 포함하는데, 인간 TReg세포를 위한 유일한 표지 자로서 FOXP3+를 사용하는 것을 어렵게 한다. TReg세포가, 특히 효과기 TReg세포가 체외와 체내에서 어떻 게 억제기능을 가지는 지는 밝혀져야 할 부분이다. TReg세포 는 서로 다른 억제 기전들을 동시적으로 또는 순차적으로 사 용할 것으로 생각된다. 하지만 어떤 위치에서나 어떤 환경에 서든지 모든 TReg세포에 의해 일반적으로 사용되는 핵심적인 억제기전이 존재할 가능성은 여전히 있다. 또한 효과기 TReg 세포에는 기억세포와 비슷한 표현형이 있지만, 정말 TReg세 포가 기억반응을 수행하는지 여부라든가, 기억반응이 일어 난다면 이들 기억 TReg세포들이 어디에서 활동을 하는지는 불분명하다. 사람에서 TReg세포를 이용하여 치료를 하기 위해서는 체 내·외에서 TReg세포가 안정성을 유지하도록 하는 것이 중요 하다. 이들 TReg세포가 병원성의 TH1, TH2, TH17 표현형의 세 포로 바뀔 수 있는 적응성 때문에, 체외에서 세포를 증폭하 는 동안이나 증폭 후에 환자에게 투여한 후에 TReg세포의 순수성과 안정성을 유지할 수 있는 물질들의 올바른 조합을 정해야 한다. 암을 치료하기 위해 TReg세포를 고갈시킬 수 있는 정밀한 표적으로 삼을 수 있는 고도로 특이적인 TReg 세포 표면 표지자를 알아내는 일이 여전히 필요하다. 장기 간의 신뢰성과 안전성에 관한 문제가 아직 해결되지 않았지 만, TReg세포를 이용한 치료는 광범위한 면역학적 질환에서 적용할 수 있는 희망적인 치료 방법 중에 하나가 될 것이다. REFERENCES 1) Waksman BH, Arnason BG, Jankovic BD. Role of the thymus in im- mune reactions in rats. III. Changes in the lymphoid organs of thymectomized rats. 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