사이토카인(Cytokine)의 종류와 사이토카인 폭풍(Cytokine storm)

1. 사이토카인이란

사이토카인은 면역세포들로부터 분비되는 단백질로 여러 신호전달 과정에서 특정 수용체와 결합해 면역반응에 관여한다. 체내에는 세포의 증식이나 분화, 사멸, 치료 등 다양한 사이토카인이 존재한다. 세포를 의미하는 그리스어 어원 cyto와 움직임을 의미하는 그리스어 어원 kine의 합성어이다. 면역세포가 세균이나 바이러스 등 외부 항원에 대응하기 위해 세포들을 부르는 역할을 한다. 식세포들이 외부 항원을 만나면 싸움과 동시에 사이토카인을 만들어낸다. 사이토카인에 의해 주변에 있었던 식세포들이 몰려들고, 이렇게 모인 세포들이 사이토카인을 만들어내며 점점 더 범위가 확장된다. 

2. 사이토카인 폭풍

사이토카인이 과도하게 많아져 일시적으로 신호체계에 오류로 정상 세포들을 공격하는 급성 면역 이상 반응이다. 염증성 사이토카인에는 TNF와 IL 등이 있다. 이 사이토카인으로 염증반응이 유도되는데 이 면역 과정에서 이상이 생겨 과다 발현되면 인체의 정상적인 기능을 해치게 된다. 과잉 생산된 사이토카인은 심할 경우 사망에 이를 수도 있다. 주로 면역반응이 활발한 20~30대 젊은 층에서 발발하는 현이고 스페인독감 조류인플루엔자나 다발성 장기부전을 유발하기도 한다. 증상으로는 40도를 오가는 심한 고열과 오한, 구토, 두통 등이 동반된다. 다량의 사이토카인이 시상하부를 자극해 고열을 유발하는데 이때 심부의 온도도 증가해 체내 여러 단백질이 변성될 가능성이 있다. 또 40도 이상으로 열이 발생하며 뇌에도 문제가 생길 수 있다. 사이토카인 폭풍이 지나가더라도 이미 한번 체내에서 문제가 발생했기 때문에, 체내의 혈전이나 수포 등으로 합병증에 취약하게 된다. 

3. 사이토카인의 역할

사이토카인의 일반적인 역할은 염증이나 감염에 대해 면역반응을 일으키며 체내 시스템 전체에 작용한다. 면역 외의 다른 기능도 수행하는데 다양한 사이토카인 수용체에 붙어서 작용한다. 보통은 수용체 아래에 붙어있는 복잡한 신호 전달 체계에 따라서 특정 회로를 작동하거나 회로를 막아서 길항작용을 일으킨다. 하나의 사이토카인이 다른 사이토카인의 발현을 조절하여 연쇄반응을 일으키기도 하고 숫자나 밀도, 발현 여부 등에 따라서도 복잡한 효과를 보여 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 

4. 사이토카인의 종류

최초로 발견된 사이토카인은 비교적 최근인 1957년에 인터페론 I 이다. 이후 다양한 면역세포에서 사이토카인이 발견되며 수백 종류의 사이토카인이 지금도 발견되고 있다. 림포카인 은 림프구에서 발견된 사이토카인, 모노카인은 모노 사이트나 대식세포에서 발견된 것을 의미한다. 
1) 인터루킨 계열 (interleukin, IL): 현재 30종류 이상이 알려져 있으며 면역계 조절 기능에 관여하고 백혈구에서 분비된다.
2) 림포카인 계열 (limphokine): 림프구에서 분비된다.
3) 모노카인 계열 (monokine): 단핵구(대식세포 포함)에서 생성된다.
4) 인터페론 (interferon, IFN)론 계열: 항바이러스 항암 작용을 하며 세포의 증식제어를 하는 중요한 기능을 맡고 있다.
5) 조혈 인자(Hematopoietic factor): 골수에서 만들어지며 조혈세포의 증식을 촉진한다. 줄기세포인자, 콜로니자극인자, 과립구집락자극인자, 적혈구 생성 촉진인자 등이 있다.
6) 케모카인 계열 (chemokine): 화학물질에 대한 작용을 매개한다.
7) 세포증식인자: 상피세포 성장인자 (epidermal growth factor, EGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 혈소판 유래 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 간세포 성장인자(hepatocyto growth factor, HGF), 트랜스포밍 성장인자(transforming growth factor, TGF) 등 특정 세포의 증식을 촉진하는 역할을 한다. 
8) 포상해인자: 종양괴사인자(tumor necrosis factor, TNF)인 TNF-α나 TNF-β 등이 존재하며 세포의 사멸(apoptosis)을 유발한다. 구조적으로 서로 비슷하여 TNF 슈퍼패밀리(superfamily)라고 불린다.
9) 아디포카인(adipokine): 지방조직에서 분비되어 식욕 조절에 관여하는 렙틴(leptin)이 여기 포함된다. 
10) 신경영양인자(neurotrophic factor): 신경성장인자(nerve growth factor, NGF)로서 신경세포의 성장을 촉진한다.