NETs(호중구 세포외 덫)란 무엇인가요?
NETs(호중구 세포외 덫)란 무엇인가요?
“면역세포가 거미줄을 만든다는 말을 들었는데 정말인가요?”
“염증이 생기면 몸 안에서 그물이 만들어진다고 하던데 무슨 뜻인가요?”
“면역세포도 DNA를 밖으로 내보내나요?”
최근 면역학에서는 NETs(Neutrophil Extracellular Traps) 라는 흥미로운 방어 기전이 활발히 연구되고 있습니다.
NETs는 감염 부위에서 호중구가 자신의 DNA와 항균 단백질을 이용해 만드는 거미줄 같은 구조입니다.
이 구조는 세균이나 곰팡이 같은 병원체를 붙잡아 확산을 막는 역할을 합니다.
핵심답변
- NETs는 호중구가 감염 부위에서 만드는 거미줄 모양의 세포외 구조입니다.
- DNA와 항균 단백질이 함께 엉겨 병원체를 붙잡고 제거하는 데 도움을 줍니다.
- 감염을 막는 중요한 면역기전이지만, 과도하게 생성되면 조직 손상과 만성 염증을 유발할 수도 있습니다.
호중구란 무엇인가요?
호중구는 백혈구의 한 종류로,
세균이나 곰팡이 같은 병원체가 몸속에 들어왔을 때 가장 먼저 현장으로 달려가는 선천면역세포입니다.
평소에는
- 병원체를 삼켜 제거하거나(식균작용)
- 항균 물질을 분비하거나
- 다른 면역세포를 불러오는 역할을 합니다.
하지만 상황에 따라서는 전혀 다른 방법으로 병원체를 공격하기도 합니다.
바로 NETs를 만드는 것입니다.
NETs는 어떻게 만들어질까요?
감염이 발생하면 호중구는 자신의 DNA를 세포 밖으로 펼쳐냅니다.
여기에 여러 항균 단백질과 효소가 함께 붙으면서 마치 거미줄과 같은 구조가 만들어집니다.
이 거미줄은 병원체를 감싸고 이동을 제한하며, 그물에 포함된 항균 단백질이 병원체를 손상시키는 데 도움을 줍니다.
현미경으로 관찰하면 실제 거미줄처럼 길게 뻗은 DNA 구조를 확인할 수 있습니다.
NETs 구조를 만드는 이유
세균은 몸속에서 계속 움직이며 퍼질 수 있습니다.
호중구는 이를 막기 위해 병원체를 삼키는 것뿐 아니라, 그물로 붙잡는 전략도 사용합니다.
NETs는 병원체가 다른 조직으로 퍼지는 것을 막고, 여러 항균 물질을 한곳에 집중시켜 감염을 효과적으로 제한하는 데 도움을 줍니다.
즉, 면역세포가 병원체를 향해 던지는 생물학적 그물망이라고 이해하면 쉽습니다.
NETosis란 무엇인가요?
NETs가 만들어지는 과정을 NETosis라고 합니다.
처음에는 호중구가 죽으면서 DNA를 방출하는 새로운 형태의 세포사로 설명되었습니다.
하지만 최근 연구에서는 호중구가 반드시 죽지 않고도 NETs를 방출하는 다양한 경로가 존재하는 것으로 알려져 있습니다.
따라서 현재는 NETosis를 하나의 단순한 과정이 아니라 여러 형태의 NET 생성 기전으로 이해하고 있습니다.
NETs는 좋은 역할만 할까요?
그렇지는 않습니다.
적절한 NETs는 감염을 막는 데 매우 중요합니다.
하지만 너무 많이 만들어지거나 제거되지 않으면 문제가 될 수 있습니다.
NETs는 DNA와 히스톤, 단백질 분해효소 등으로 구성되어 있기 때문에 오래 남으면 주변 조직을 손상시키고 염증을 지속시킬 수 있습니다.
또한 혈소판이 달라붙는 발판이 되어 혈전 형성에도 관여하는 것으로 알려져 있습니다.
최근에는
- 패혈증
- 코로나19
- 천식
- 만성 부비동염
- 자가면역질환
- 혈전증
등에서도 NETs가 활발히 연구되고 있습니다.
점액이나 가래가 끈적한 이유와도 관련이 있을까요?
일부 질환에서는 그렇습니다.
예를 들어 낭성섬유증(Cystic fibrosis)이나 일부 만성 폐질환에서는 NETs에서 나온 DNA가 점액 속에 많이 포함되어 있습니다.
DNA는 매우 긴 실 모양의 분자이기 때문에 점액의 점성을 높일 수 있습니다.
실제로 낭성섬유증에서는 DNA를 분해하는 도르나제 알파(Dornase alfa)라는 약물을 사용하여 가래의 점성을 낮추기도 합니다.
다만 모든 끈적한 점액이 NETs 때문에 생기는 것은 아니며, 질환마다 원인은 다를 수 있습니다.
NETs와 한의학의 담음은 같은 개념일까요?
최근 면역학의 발전으로 NETs, 바이오필름(Biofilm), 세포외기질(Extracellular Matrix, ECM)의 재형성처럼 조직 안에 남아 염증을 지속시키는 구조들이 많이 밝혀지고 있습니다.
이러한 내용을 접하면 한의학의 담음과 비슷한 개념이 아닐까 생각할 수도 있습니다.
실제로 두 개념 모두 정상적으로 제거되지 않고 남아 생체 기능에 영향을 줄 수 있는 병리적 상태를 설명한다는 점에서는 일부 개념적인 유사성을 떠올릴 수 있습니다.
그러나 현재까지 담음을 NETs와 동일한 생물학적 실체로 볼 수 있는 과학적 근거는 없습니다.
담음은 전통의학의 병리 개념이고,
NETs는 현대 면역학에서 실제로 관찰되는 세포외 구조입니다.
따라서 두 개념은 서로 다른 의학 체계에서 만들어졌으며,
현재로서는 생물학적으로 동일하다기보다 일부 현상을 설명하는 방식에서 개념적으로 비교할 수 있는 정도로 이해하는 것이 적절합니다.
쉽게 설명하면
호중구는 병원체를 잡기 위해 단순히 공격만 하는 것이 아니라,
자신의 DNA를 이용해 거미줄 같은 그물을 만듭니다.
이 그물은 세균을 붙잡고 감염이 퍼지는 것을 막는 중요한 면역 방어 전략입니다.
하지만 그물이 너무 많아지거나 오래 남으면 주변 조직까지 손상시킬 수 있기 때문에,
NETs는 면역을 돕는 동시에 과도하면 질병에도 관여할 수 있는 ‘양날의 검’이라고 할 수 있습니다.
기억해야 할 핵심
- NETs는 호중구가 만드는 거미줄 형태의 면역 방어 구조입니다.
- DNA와 항균 단백질로 구성되어 병원체를 붙잡는 역할을 합니다.
- 감염을 막는 중요한 면역기전이지만, 과도하면 만성 염증과 조직 손상을 일으킬 수 있습니다.
- 일부 질환에서는 점액의 점성을 높이는 데 영향을 줄 수 있습니다.
- 한의학의 담음과는 다른 개념이며, 현재 두 개념을 동일시할 과학적 근거는 없습니다.
함께 읽으면 좋은 글
References
- Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C, et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 2004;303(5663):1532-1535. doi:10.1126/science.1092385.
- Papayannopoulos V. Neutrophil extracellular traps in immunity and disease. Nature Reviews Immunology. 2018;18(2):134-147. doi:10.1038/nri.2017.105.
- Castanheira FVS, Kubes P. Neutrophils and NETs in modulating acute and chronic inflammation. Blood. 2019;133(20):2178-2185.
- Mutua V, Gershwin LJ. A Review of Neutrophil Extracellular Traps (NETs) in Disease: Potential Anti-NETs Therapeutics. Clinical Reviews in Allergy & Immunology. 2021;61:194-211.