안녕하세요 고은별입니다.

제가 선정한 논문은 2025년 Science Immunology에 출판된 "An islet- resident macrophage antioxidant program preserves β cell physiology" 입니다.

췌도(islet)는 인슐린을 분비하는 β cell을 포함하고 있으며, 혈당 항상성을 유지하는 중요한 조직입니다. 최근 Tissue-resident macrophage (TRM)가 단순한 면역세포를 넘어 조직 항상성 유지에 기여한다는 개념이 제시되고 있으나, islet-resident macrophage (IRM)의 생리적 역할은 충분히 밝혀지지 않았습니다. 특히 β cell은 지속적인 대사 활성과 산화 스트레스에 노출되어 있음에도 불구하고, IRM이 이러한 환경에서 β cell을 어떻게 보호하는지는 명확하지 않았습니다.

본 연구는 IRM의 기능적 특성과 항산화 프로그램의 역할을 규명하고, 이들이 β cell physiology 유지에 어떻게 기여하는지를 분석하고자 하였습니다. Single-cell RNA sequencing, spatial imaging 및 lineage tracing 등을 통해 IRM은 pancreatic macrophage와 구별되는 독립적인 resident macrophage population으로 확인되었으며, 낮은 turnover를 가지는 long-lived 세포 집단임이 밝혀졌습니다. 또한 IRM 내부에는 항산화 및 대사 조절과 관련된 유전자들을 높게 발현하는 macrophage state가 존재하였고, 이는 높은 mitochondrial activity와 ferroptosis 저항성과 연관되어 있었습니다. 실제로 macrophage depletion 시 β cell insulin content 감소와 glucose handling 이상이 관찰되어, IRM이 β cell 기능 유지에 직접적으로 기여함을 보여주었습니다.
추가적으로 항산화 프로그램의 핵심 인자로 cystine transporter인 SLC7A11에 주목하였습니다. Myeloid-specific Slc7a11 KO 모델에서 IRM은 ROS 증가, mitochondrial dysfunction 및 대사적 이상을 보였으며, β cell 보호 기능 또한 감소하였습니다. 이와 함께 β cell의 antioxidant defense와 인슐린 분비능이 저하되고 혈당 항상성이 악화되는 결과가 관찰되었습니다. 마지막으로 human islet single-cell dataset 분석을 통해, 사람의 IRM에서도 유사한 antioxidant macrophage program이 존재하며 당뇨 상태에서 변화함을 확인하였습니다.

결론적으로 본 연구는 IRM이 단순한 염증세포가 아니라, SLC7A11 기반 항산화 프로그램을 통해 산화 스트레스와 ferroptosis로부터 자신과 β cell를 보호하는 특수한 TRM임을 규명하였습니다. 또한 항상성 상태의 췌도에서도 lipid-associated macrophage (LAM)-유사 특성이 존재할 수 있음을 제시하였으며, 췌도 면역 미세환경이 β cell 기능 유지와 당대사 항상성 조절에 적극적으로 관여한다는 개념을 제안합니다. 이는 향후 macrophage antioxidant pathway를 표적으로 하여 β 세포 기능을 보존하려는 당뇨병 치료 전략의 가능성을 시사합니다.

대식세포의 항산화 프로그램이 췌도 항상성 유지에 미치는 영향을 공부하고자 본 논문을 선정했습니다.

토요일에 뵙겠습니다.


논문 링크: https://doi.org/10.1126/sciimmunol.adz5181