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- 섬모로 덮인 코점막 섬모세포, 표면에 많은 수의 ACE2 수용체 있어 바이러스 감염에 취약
- 후각 점막은 코 뒤쪽 깊숙한 곳에 위치, 일관된 상피 형성하지 않아 샘플링 극히 어려워
- 특수 염색 방법과 RNAscope라는 항체 기반 분석으로 코점막의 다양한 세포 유형 염색하고 코로나의 RNA검사
- 후각 세포에는 바이러스 RNA 흔적 없다. 대신 뉴런의 기능에 중요한 보조 세포 공격

코로나바이러스 : 코의 감염이 밝혀졌다.
SARS-CoV-2는 분명히 후각 세포 자체가 아니라 후각 지지세포에 영향을 미친다.

예상과 다름:
현재 연구에서 밝혀진 바와 같이 코의 후각 세포는 SARS-CoV-2의 주요 관문이 아닌 것 같다. 대신 코로나바이러스는 후각 뉴런에 영양분을 공급하는 보조 세포인 코 점막의 지지 세포를 공격하는 것으로 보인다. 바이러스가 지지세포를 공격하는 것은 Covid-19로 빈번한 후각 상실의 간접적인 이유가 될 수 있다. 동시에 이는 SARS-CoV-2가 우리의 신경 세포를 직접 공격할 수 없다는 것을 의미할 수 있다. 이는 좋은 소식이다. 

▲ 코비드-19로 사망한 환자의 후각 점막에 있는 감염된 지지 세포(파란색). © MP(막스 플랑크 )신경 유전학 연구 센터 / Mona Khan

코는 오랫동안 코로나바이러스 SARS-CoV-2의 첫 번째 표적으로 여겨져 왔다.
연구에 따르면 섬모로 덮인 코점막의 섬모 세포는 표면에 특히 많은 수의 ACE2 수용체가 있어 바이러스 감염에 취약하다. 동시에, 코비드-19의 전형적인 후각과 미각 상실은 점막에 위치한 후각 세포가 ACE2를 거의 운반하지 않더라도 SARS-CoV-2에 의해 공격을 받는다는 것을 시사했다. 이것의 가능한 표시는 후각 점막과 후각 구에서 바이러스 입자의 검출이었다.

▲ 후각 점막의 구조 © ttsz / 게티 이미지

후각상피를 찾아서 

그러나 문제는 인간의 후각 세포를 샘플링하는 것이 극히 어렵다는 것이다.
후각 점막은 코 뒤쪽 깊숙이 자리 잡고 있으며 일관된 상피를 형성하지 않기 때문이다.
프랑크푸르트에 있는 막스 플랑크 신경 유전학 연구 센터의 모나 칸과 그녀의 동료들은 "간단히 말해서 사람에게서 순수한 후각 점막 샘플을 얻는 것은 거의 불가능하다"고 설명한다. 이러한 생검은 살아있는 환자에서 합리적이지 않다.

▲ 연구 개요도 (출처:관련논문 Visualizing in deceased COVID-19 patients how SARS-CoV-2 attacks the respiratory and olfactory mucosae but spares the olfactory bulb / Cell 24. Nov.2021)

 

따라서 지금까지 분석된 소수의 샘플은 사망한 코비드 19 환자의 부검에서 나왔지만 감염 위험으로 인해 사망 후 들것에서 꺼내는 경우가 많았다. 따라서 정보 가치는 다소 낮았다. 그렇기 때문에 Khan과 그녀의 팀은 환자가 사망한 후 1시간 30분 이내에 코점막과 후각구에서 조직 샘플을 채취할 수 있는 새로운 프로토콜을 개발했다.

연구팀은 특수한 염색 방법과 RNAscope라는 항체 기반 분석 방법을 사용해 코점막의 다양한 세포 유형을 염색하고 코로나바이러스 SARS-CoV-2의 RNA를 검사할 수 있었다.

후각 세포에는 바이러스가 없다.

결과:
후각 세포에서 바이러스 RNA의 흔적을 볼 수 없었다.
Khan과 그녀의 동료들은 "후각 세포 감염의 증거를 찾을 수 없었다"고 논문에 기술했다. 후각구의 세포에서도 바이러스가 없는 것으로 밝혀졌다. 보완 분석의 결과처럼 SARS-CoV-2 감염으로 후각 세포의 후각 수용체 유전자 활성도 변화가 없는 것으로 나타났다.

그러나 후각 상피에는 코로나바이러스에 더 취약한 또 다른 세포 유형이 있다. 칸(Khan)의 동료 페터 몸배르츠(Peter Mombaerts)는 "우리의 결과는 SARS-CoV-2가 코비드 19 환자의 후각 상피에 있는 지지 세포를 감염시키고 이 세포에서 강하게 증식한다는 것을 보여준다"고 보고했다. 후각 세포 주변의 이러한 세포는 지금까지 거의 연구되지 않았지만 무엇보다도 감각 세포에 대사 산물을 공급하는 보조 세포로 간주된다.

보조 세포의 침입을 통한 간접적인 손상

연구팀에 따르면 이러한 결과는 코로나바이러스가 신경성 바이러스가 아님을 시사하며 기존의 가정과 달리 신경 세포를 직접 감염시키지는 못할 수도 있다. 

신경 세포는 일반적으로 표면에 ACE2나 TMPRSS2가 없기 때문에 바이러스의 도킹 지점이 없다. Khan과 그녀의 동료들이 설명하는 것처럼 후각 감각 세포에서 코로나바이러스의 복제는 Covid.19 환자에서 검출된 적이 없다.

대신, SARS-CoV-2는 무엇보다도 뉴런의 기능에 중요한 보조 세포를 공격함으로써 영향을 받은 환자의 신경과 뇌를 주로 간접적으로 손상시키는 것으로 보인다. 이러한 지원 세포가 실패하면 후각 세포의 기능이 손상되고 이는 감염이 왜 종종 후각 장애를 유발하는지 설명할 수 있다. 

▲ Cell 온라인 판에 게재된 논문 자료중 영상을 스크린 샷했다.

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뇌세포에 대한 연구와 상반됨

현재 결과에 따르면 SARS-CoV-2는 신경계 자체에 영향을 미치지 않는다.
적어도 ACE2 수용체가 없는 뉴런은 크게 보호되는 것으로 보인다. 뉴런이 확실히 ACE2 수용체를 가지고 있는 뇌와 신경계의 다른 부분에서는 상황이 다르다. 뇌 오르가노이드에 대한 연구에서 연구자들은 이미 SARS-CoV-2가 뇌 세포에 침투하여 증식하는 방법을 직접 관찰했다.

Khan과 그녀의 팀은 그들의 연구가 일반적인 진술을 허용하지 않는다는 것을 인정했다.
"이 사건의 증거 부족이 아직 증거 부족을 의미하는 것은 아니다"고 그들은 말했다. 그들은 코로나바이러스가 일부 환자와 과정에서 후각 뉴런을 공격할 수 있다는 점을 배제하지 않는다. 또한, 그들의 결과는 처음에는 후각 시스템의 감각 세포에만 적용된다.

이 연구는 코로나바이러스의 행동과 감염 과정이 완전히 이해되지 않고 있음을 다시 한번 강조한다. 특히 바이러스, 신경계 및 면역 시스템 간의 상호 작용은 여전히 ​​대부분 암울하다. 여기서 많은 추가 연구가 필요할 것이다.
(Cell, 2021; doi: 10.1016 / j.cell.2021.10.027)
출처: Max-Planck-Gesellschaft

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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