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혈전은 박테리아 독성물질을 흡수한다

  • AD 최고관리자
  • 조회 2030
  • 2013.12.13 09:42
혈전 (blood clot)은 박테리아의 독성을 흡수함으로써 치명적인 박테리아의 감염으로부터 신체를 보호하는 예상치 못한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 이번 연구는 캘리포니아 주립대학 데이비스 (UC Davis)의 연구자들이 수행한 것으로, 그 연구결과는 학술지 <PLOS ONE>지에 발표되었다. 이번 연구논문의 주저자인 UC 데이비스의 분자 및 세포생물학 교수인 피터 암스트롱 (Peter Armstrong)은 “동물들은 자신을 독성유도 폐혈증으로부터 보호하기 위한 여러 가지 방어 방법의 또 다른 한 가지를 발견했다”고 주장했다.
현대적인 항생제로도 박테리아 감염에 의한 폐혈증 쇼크는 미국에서만 매년 300,000명의 사람들을 괴롭히며 치사율은 30~50%에 이른다. 폐혈증 쇼크는 그람음성균 (gram negative bacteria)에 의해서 일어난다. 이 박테리아는 지질다당류 (lipopolysaccharide) 또는 내독소 (endotoxin)라 불리는 독성물질을 배출한다. 미량을 가지고 지질다당류는 염증을 일으킬 수 있다. 이러한 박테리아가 빠져나가서 지질다당류는 혈액을 타고 이동하면서 신체 기관과 조직에 치명적인 손상을 일으킨다.

이러한 독성물질은 다양한 동물에서 질병을 일으킨다. 지질당류는 또한 진화과정에서 수 백만 년전에 분리된 투구게와 바닷가재에서도 질병을 일으킨다. 인간과 다른 포유류에게서 혈전은 특별한 혈액세포와 단백질 섬유질이 결합되어서 빠르게 형성된다. 투구게나 바닷가재와 같은 절지동물도 상처에 반응해서 혈전을 만들어내지만 세포와 단백질의 다른 형태의 결합으로 나타난다. 혈전은 상처부위를 덮어서 보호하고 혈액이나 신체의 액체가 흘러나가는 것을 막는 물리적인 장법으로 박테리아가 침입하는 것을 막는 역할을 한다. 이번 새로운 연구에서는 이 혈전은 또한 능동적으로 지질다당류를 흡수해서 신체의 상처부위에서 이러한 지질다당류의 배출을 줄이게 된다. 상처 부위에서 지질다당류의 독성이 배출되면 질병 또는 죽음으로 이어지기 때문이다.

암스트롱의 실험실은 이전에 지질다당류와 같은 입자가 광합성을 수행하고 박테리아에서 기원한 것으로 생각되는 녹색 식물의 세포 안의 구조인 엽록체에서 나타났을 때 표시해주는 형광라벨을 개발했다. 암스트롱은 또한 감염에 저항하는 혈전의 역할에 대해서 연구한 적이 있었기 때문에 동일한 기술을 박테리아 또는 박테리아 지질다당류에 혈전을 노출시키는 과정에 사용하기로 결정했다. 이 형광성 혈전에서 빛나면서 혈전의 섬유질이 지질다당류의 표면에 결합하는 것을 보여주었다. 암스트롱은 “이것은 놀라웠다. 그 순간 모든 어려움들에 대한 보상이 되는 것 같았다”고 말했다.

암스트롱과 동료인 UC데이비스의 마가렛 암스트롱 (Margaret Armstrong)과 조지 워싱턴 대학 (George Washington University)의 프리드릭 리클스 (Frederick Rickles)는 혈전 또는 그에 상응하는 것은 인간과 실험쥐, 바닷가재, 투구게를 통해서 조사했다. 이 네 가지 생물종에서 형광라벨이 부착된 지질다당류는 혈전의 섬유질에 결합했다. 이 독성물질은 너무 단단하게 결합해서 화학적 치료방법으로는 제거하기 어려웠다. 암스트롱은 안식년 기간 동안에 하버드 대학의 베스 디코네스 의학센터 (Beth Deaconess Medical Center)의 브루스 푸리에 (Bruce Furie)의 실험실에서 살아있는 실험쥐의 혈관에서 혈전을 촬영할 수 있었다. 그리고 생체내에서 이 혈전이 지질다당류와 결합하는 과정을 실시간으로 볼 수 있었다. 이 생체 내 실험을 통해서 다른 실험결과를 확인할 수 있었으며 폐혈증의 병리학적인 연구에 새로운 관점을 제공할 수 있게 되었다.
폐혈증의 치명적인 결과 중 하나는 혈관 내 응고가 확산되는 것으로 신체 내에서 빠르게 혈전이 형성되는 것이다. 하지만 새로운 연구결과에 의하면 소규모의 지엽적인 상태에서 혈전은 폐혈증으로부터 보호할 수 있는 역할을 한다. 이 혈관 내 혈전은 혈액에서 상당량의 지질다당류를 흡수한다. 또한 단순히 물리적인 장벽보다는 혈전은 감염으로부터 신체를 보호하는 능동적이고 다이내믹한 역할을 한다는 점을 보여주었다.

출처: <사이언스 데일리> 2013년 12월 8일 / http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131209181135.htm / KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2013-12-13
원문참조: Margaret T. Armstrong, Frederick R. Rickles, Peter B. Armstrong. Capture of Lipopolysaccharide (Endotoxin) by the Blood Clot: A Comparative Study. PLoS ONE, 2013; 8 (11): e80192 DOI: 10.1371/journal.pone.0080192               
박테리아, 혈전, 독성
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