국내 연구진의 실험 결과
COVID-19 바이러스의 인체 유입 통로가
'코 안' 인 것으로 확인!
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기초과학연구원 혈관연구단 연구팀은
“COVID-19 초기 코로나 바이러스의 증식은 코 안 섬모세포에서 시작” 됨을 밝힌 논문을 발표하였습니다.
G.Y. Koh et.al. (2021) The Journal of Clinical investigation
상기도(upper respiratory tract)의 상피(epithelium)세포는 에어로졸이나 침방울을 통해 전파되는 SARS-CoV-2 virus에 대한 최전방 장벽이라 할 수 있습니다. 그러나, 상기도 (비강, 인두, 후두, 기관지 등 호흡기계의 상부조직)을 통해 감염된다고 알려졌을 뿐 COVID-19 환자들에게서 SARS-CoV-2 감염의 실제 표적이 되는 세포가 어떤 것인지는 구체적으로 밝혀지지 않았습니다.
BD Biosciences 사의 Rhapsody platform 등을 활용한 scRNA-seq와 IFS (immunofluorescence staining) 기술을 사용하여 분석한 결과 SARS-CoV-2 mRNA와 단백질은 COVID-19 환자의 비강 다섬모 상피세포(nasal multiciliated epithelial cells)에 많이 축적되어 있었습니다.
SARS-CoV-2의 침투와 관련된 숙주 단백질은 mRNA 발현 패턴은 아니지만 단백질은 비슷한 결과를 보였습니다. 이러한 차이를 보이는 데에는 몇 가지 요인이 있을 수 있지만, 이와 상관 없이, 침투 관련 숙주 단백질 세 가지 (ACE2, TMPRSS2, FURIN)는 비강 섬모 세포의 정단(apical) 부위에 매우 많이 존재한다는 결론을 내렸습니다. 다른 말로는, 상기도 상피를 구성하는 다양한 세포들 중에서도 분화된 다섬모 세포 (differentiated multiciliated cells)가 SARS-CoV-2 감염 및 복제의 주요 대상임을 분명히 확인할 수 있습니다. 또한, 본 연구는 COVID-19 환자들은 SARS-CoV-2가 다섬모 세포 내에서 대량으로 검출되고 복제된다는 증거를 보여주었습니다. 이러한 연구결과는 감염된 섬모 세포가 분화하는 전구 세포(differentiating precursor cells)로 빠르게 대체되는 COVID-19의 초기 단계에서 관찰되었습니다. 더 나아가 연구팀은 SARS-CoV-2의 증식이 구강 편평상피세포(oral squamous epithelium) 보다는 비강 섬모 세포에서 발생한다고 밝혔습니다. 기존의 scRNA-seq를 사용한 연구에서는 SARS-CoV-2 침투 관련 분자가 구강 내에 존재하는 것을 보였지만, 본 연구에서는 COVID-19 환자들의 구강 편평상피세포에서는 ACE2 단백질이 검출되지 않았고 SARS-CoV-2 복제의 징후가 없음을 보였습니다.
연구팀은 이러한 결과를 토대로 COVID-19 감염 초기 단계에서 비강 상피의 섬모 세포들을 예방과 치료의 표적으로 하는 것이 감염 전파를 막는 이상적인 전략이 될 수 있다고 말하고 있습니다.
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