이번 주 발표 논문은 2020년도 Autophagy에 출판된 'Autophagic protein ATG5 controls antiviral immunity via glycolytic reprogramming of dendritic cells against respiratory syncytial virus infection'입니다.
진핵생물에서 Macroautophagy/autophagy는 cytoplasmic substrates 등을 수송하여 lysosome으로 수송하여 autolysosome을 형성하고, 이러한 substrate 등을 lysosomal degradation하는 것으로 알려져 있습니다.
이러한 autophagy는 RSV infection 상황에서 발현이 증가하며, 이는 RSV의 replication에 관여한다고 알려져 있습니다.
이에 본 연구팀은 dendritic cell이 RSV에 감염된 상황에서 autophagy related protein인 ATG5의 역할을 규명하고 atg5의 deletion으로 인한 metabolic reprogramming에 대해서도 밝히고자 하였습니다.
우선 dendritic cell specific atg5 deletion system을 사용하여 CD8 T cell response와 IL6, IFNb 등의 proinflammatory cytokine이 증가한다는 것을 밝혔습니다.
이후 RNA sequencing, transcriptome analysis를 사용하여 atg5가 deletion된 dendritic cell에서 metabolic reprogramming을 확인하였고, 이러한 metabolic reprogramming 중 glycolysis에 집중하였습니다.
그 결과로 atg5가 deletion된 dendritic cell은 더 높은 glycolysis와 glycolytic capacity를 가짐이 확인되었으며 이는 mTOR complex 1의 signaling pathway를 통해 상향 조절된다는 것을 밝혔습니다.
또한 in vivo 실험을 통해 atg5의 deletion이 CD11b positive한 dendritic cell과 CD103 postive한 dendritic cell 모두에서 MHC class I 분자의 발현이 증가하는 것을 확인하였으며 이는 증가한 Glycolysis에 의한 것임을 밝혔습니다.
결과적으로 본 연구팀은 RSV infection 상황에서 ATG5가 immunometabolic regulator로서 작용한다는 것을 밝혔으며, 이는 RSV infection에 대응하는 새로운 치료방법에 기여할 수 있을 것이라고 시사하고 있습니다.
위 논문을 공부한 이유는, 최근 보건복지부 과제를 통해 RSV infection에 대해서 자주 접하게 되었는데, 이러한 RSV infection 상황에 관여하는 autophagy의 역할과 이러한 상황에서 innate immune cell인 dendritic cell의 metabolic reprogramming에 대해서 공부하기 위해 선정하게 되었습니다.
논문 링크: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2020.1812218