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- 아연 ​​결핍은 점막의 곰팡이 감염을 억제
- 신호 전달 분자인 인터루킨-17은 효모 세포에서 칸디달리신 생성을 억제
- 반대로, 곰팡이가 칸디달리신을 다량 생성하면 점막이 손상돼

면역 체계가 칸디다 알비칸스를 억제하는 방법
아연 ​​결핍은 점막의 곰팡이 감염을 억제한다.

칸디다 알비칸스 효모는 우리 몸의 점막에 서식한다. 연구자들은 특정 조건에서는 이 효모가 매우 위험하지만 대부분 경우에는 무해한 이유를 밝혀냈다. 연구 결과에 따르면, 면역 체계는 곰팡이에 필요한 아연을 차단하여 독소 생성과 효모 세포 증식을 억제한다. 그러나 면역 체계가 약해지면 칸디다는 치명적인 병원균으로 변이할 수 있다. 

▲ 효모 칸디다 알비칸스(파란색)는 균사라고 불리는 길고 실처럼 생긴 세포를 형성하여 인체 면역 세포(빨간색)를 뚫고 나온다. 면역 세포를 이미 빠져나온 균사의 부분은 노란색으로 염색돼 있다. © Erik Böhm, Leibniz-HKI

우리 몸에는 건강에 필수적인 수많은 미생물이 서식하고 있다. 이러한 미생물 군집에는 피부 미생물뿐만 아니라 입, 장, 질의 점막에 서식하는 박테리아와 곰팡이도 포함된다. 그중 하나가 칸디다 알비칸스 효모다. 이 곰팡이에 의한 구강 점막 감염은 대개 무해하다. 약 4분의 3의 사람들이 자신도 모르게 칸디다 알비칸스를 보유하고 있다.

하지만 때때로 이 곰팡이는 통제할 수 없을 정도로 증식하여 입안에 통증과 가려움을 동반하는 반점을 형성하는데, 이를 아구창(鴉口瘡)  또는 구강 칸디다증(oral candidiasis, thrush)이라고 한다. 심한 경우, 실처럼 생긴 곰팡이 균사가 혈류로 들어가 전신 감염을 일으킬 수 있다. 매년 백만 명이 넘는 사람들이 이러한 칸디다 감염으로 사망하는데, 주로 면역력이 약해 집중 치료가 필요한 사람들이다.

칸디다 알비칸스가 생성하는 독소는 얼마나 위험할까?

그렇다면 칸디다 알비칸스가 적당히 증식할지, 아니면 통제할 수 없을 정도로 증식할지는 어떤 요인에 의해 결정될까? 취리히 대학교의 리카르도 프로이스-마르틴스(Ricardo Fróis-Martins) 교수가 이끄는 연구팀은 우리 점막에서 이 곰팡이의 증식을 억제하고 감염을 예방하는 메커니즘을 연구했다. 이를 위해 연구팀은 다양한 유전자 변형 칸디다 알비칸스 균주와 사람 및 쥐 세포를 사용했다. 그리고 효모와 혀 점막의 상호작용을 분석했다.

특히, 연구팀은 효모가 생성하고 분비하는 곰팡이 독소인 칸디달리신의 기능을 조사했다. 이 펩타이드 독소는 이론적으로 인체 세포를 공격하여 세포막에 구멍을 내는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 독소가 실제로 피부 상피 조직에 어느 정도의 손상을 일으키는지는 이전에는 명확하지 않았다.

곰팡이 독소의 양이 중요하다

실험실 테스트 결과, 칸디다 알비칸스는 이 독소 분자를 이용하여 균사로 숙주의 점막에 고정하는 것으로 밝혀졌다. 이는 곰팡이의 생존에 도움이 된다. 프루이스-마르탱스와 그의 동료들이 발견한 것처럼, 독소의 양이 적을 경우에는 점막 세포에 아무런 영향을 미치지 않는다.

반대로, 곰팡이가 칸디달리신을 다량 생성하면 점막이 손상된다. 그러면 면역 체계는 심각한 염증 반응으로 대응한다. "칸디달리신의 미세한 조절이 칸디다 알비칸스가 무해한 공생균이 될지, 아니면 병원균이 될지를 결정한다"고 취리히 대학교의 수석 저자인 살로메 라이분트-구트-란트만은 결론지었다.

면역 체계가 효모 세포를 억제한다

그렇다면 칸디다 알비칸스는 어떤 상황에서 독소 생성을 증가시켜 무해한 곰팡이에서 병원균으로 변모하는 것일까? 생의학 연구진은 세포 배양과 면역 체계가 약화된 쥐를 이용한 두 번째 연구에서 이를 조사했다. 특히 연구진은 핵심적인 역할을 할 것으로 예상되는 면역 전달 물질인 인터루킨-17의 역할에 주목했다.

실험 결과, 신호 전달 분자인 인터루킨-17은 효모 세포에서 칸디달리신 생성을 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 효모 세포의 증식을 늦추는 면역 반응을 유발하기도 한다. 두 경우 모두, 인터루킨-17은 곰팡이가 독소와 실처럼 생긴 균사를 생성하는 데 필요한 아연을 간접적으로 빼앗는다는 사실이 Fróis-Martins 연구팀에 의해 밝혀졌다.

공통 질병 패턴에 대한 설명

따라서 칸디다 알비칸스 곰팡이는 인터루킨-17에 의해 아연이 부족해져 증식이 억제된다. 라이분트-구트-란트만은 "인터루킨-17은 마치 문지기처럼 작용하여 칸디다 알비칸스가 무해한 상태를 유지하도록 한다"고 말했다. 이는 인터루킨-17 유전자에 결함이 있는 사람들이 구강 아구창에 자주 걸리는 이유를 설명해 준다.

이 발견은 또한 면역력이 저하된 사람들이 심각한 칸디다 감염에 자주 걸리는 이유를 설명한다. 건선 치료와 같은 많은 면역 요법에서 치료용 항체가 인터루킨-17 면역 경로를 차단한다. 구강 칸디다증은 이러한 치료법의 부작용으로 흔히 발생한다.

참고 :
Nature Microbiology, 2025; doi: 10.1038/s41564-025-02122-4
doi: 10.1038/s41564-025-02198-y
출처: 취리히 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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