의과대학 면역학교실 임세진 교수 연구팀은 미국 조지아주 에모리 대학교 Rafi Ahmed 연구팀, Suresh S. Ramalingam 연구팀과의 공동연구를 통해 종양 미세환경 내에 독점적 증식 능력을 가지는 TCF1 발현 CD8 T세포군이 존재함을 밝히고, 이들은 주로 3차 림프구 구조(tertiary lymphoid structures)에 머무르고 있음을 발표하였다.

CD8 T세포는 종양 미세환경 내에서 항종양 면역을 담당하는 주요 세포이다. 이번 연구에서는 여러 마우스 종양 모델과 인간 폐암 샘플을 이용하여 연구한 결과, 종양 특이적인 CD8 T세포는 전사조절인자 TCF1을 발현하는 전구세포군과 Tim-3를 발현하는 효과세포군으로 구성되어 있음을 밝혔다. TCF1 발현 CD8 T세포는 세포융해능력은 없지만 항원 자극 후 독점적으로 증식할 수 있는 능력을 보유하고 있으며, 증식과 함께 세포융해능력을 가지고 있는 Tim-3 발현 효과 T세포로 분화함에 따라 지속적으로 종양 특이적인 CD8 T세포 반응을 유지함을 확인하였다.

더 나아가 인간 폐암 샘플을 이용하여 CD8 T세포군의 종양 미세환경 내 위치를 분석한 결과, Tim-3 발현 효과 T세포는 종양 내로 침윤하여 종양 세포와 상호작용을 하는 반면, TCF1 발현 전구 T세포는 주로 3차 림프구 구조에 위치함에 따라 종양 세포와는 멀리 떨어져 존재함을 밝혔다.

또한 마우스 종양 모델과 인간 폐암 환자의 CD8 T세포의 증식을 비교한 결과, 인간 폐암 환자의 CD8 T세포는 대부분이 휴지기 상태이고, 일부의 Tim-3 발현 효과 T세포만이 증식하는 것과 달리, 마우스 종양 모델에서의 CD8 T세포는 대부분 활발히 증식하고 있으며, 이러한 차이는 모델간의 종양 발생 이후 기간의 차이에 기인함을 밝혔다.

성균관대 임세진 교수는 “PD-1 면역관문 억제제의 치료반응성을 유도하는 TCF1 발현 CD8 T세포가 주로 3차 림프구 구조에 위치하는 것은 이 위치에 해당 세포군을 유지하는데 중요한 기전이 있을 것으로 예상하며, 추가적인 연구가 기대된다. 또한 본 연구를 통하여 마우스 종양 모델과 암 환자에서 얻은 결과 간의 차이점을 보다 잘 이해할 수 있을 것으로 생각된다.”고 설명하였다.

이 연구결과는 한국연구재단 우수신진연구사업 및 국립암센터 공익적암연구사업의 지원으로 수행되었으며, 미국 국립과학원회보(PNAS, IF: 12.779)에 10월 10일 발표하였다.

※논문명: Characteristics and anatomic location of PD-1+TCF1+ stem-like CD8 T cells in chronic viral infection and cancer

※저자명: 임세진 (교신저자)

[그림] 비소세포폐암 환자의 종양 조직 내 TCF1 발현 전구세포군의 위치 (출처: Im and Obeng et al. (2023) PNAS)