발열, 면역세포를 깨우다

미토콘드리아 스트레스가 불러온 염증의 비밀

열이 날 때 우리 몸속에서 어떤 일이 벌어지는지 궁금한 적 있는가? 최근 사이언스 이뮤놀로지(Science Immunology)에 발표된 연구는 열과 염증에 반응하는 T 세포의 복잡한 변화를 밝혀냈다. 열이 단순한 증상이 아니라 세포 깊숙이 변화를 일으킨다는 사실을 보여준 것이다.

하인츠만(Heintzman) 연구팀이 주도한 이번 연구는 발열 온도, 특히 39°C가 T 세포에 미치는 영향을 집중적으로 다뤘다. 핵심 발견은 무엇일까? 열이 감염과 싸우는 중요한 세포인 보조 T 세포(TH1)에 선택적으로 스트레스를 주고, 세포 내 에너지원인 미토콘드리아의 기능을 저해한다는 것이다.

TH1 세포가 발열 온도에 노출되면 미토콘드리아 스트레스와 DNA 손상이 급격히 증가한다. 그 중심에는 에너지 생산을 담당하는 전자전달계 복합체 1(ETC1)의 기능 장애가 있다. 이로 인해 활성산소종(ROS)이 축적되면서 미토콘드리아와 DNA에 손상이 일어난다. 놀랍게도, 많은 TH1 세포가 죽는 반면, 일부는 미토콘드리아 질량을 늘려 더 활동적으로 변하며 염증 반응을 강화한다.

흥미롭게도, 이러한 미토콘드리아 스트레스는 TH1 세포에만 선택적으로 발생한다. 조절 T 세포(Treg)나 T helper 17(TH17)과 같은 다른 T 세포들은 이러한 스트레스를 덜 받고, 대사 활동도 비교적 안정적이다. 이 선택적 스트레스는 발열 중 면역 반응을 조절해 감염을 억제하면서 과도한 염증을 막는 데 기여할 수 있다.

이번 연구는 만성 염증 질환에서도 유사한 미토콘드리아 스트레스와 DNA 손상 패턴이 나타난다는 점을 확인했다. 이는 단순한 실험 결과를 넘어, 류마티스 관절염과 같은 만성 질환을 앓는 사람들의 세포에서도 발열로 인한 변화가 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

결국, 이번 연구는 열이 단순한 증상이 아니라 면역 반응을 형성하는 중요한 역할을 한다는 사실을 보여준다. 또한, 미토콘드리아 경로를 표적으로 삼아 만성 질환에서 염증을 조절할 가능성도 제시하고 있다.

참고 자료

Heintzman et al., Science Immunology, “Subset-specific mitochondrial stress and DNA damage shape T cell responses to fever and inflammation,” Sci. Immunol. 9, eadp3475 (2024).