The properdin system and immunity: I. Demonstration and isolation of a new serum protein, properdin, and its role in immune phenomena

Louis Pillemer et al. · Science · 1954 · Vol 120 · No 3112 · pp. 279-285

효모 유래 zymosan이 보체계를 활성화한다는 사실을 통해 비특이적 선천면역 활성 개념을 제시한 고전 연구.

베타글루칸은 처음부터 '베타글루칸'이 아니었습니다

오늘날 우리는 베타글루칸(beta-glucan)을 PRR(pattern recognition receptor)에 결합하는 면역 활성 다당체로 이해합니다. 그러나 그 시작은 전혀 다른 형태였습니다.

1954년 Science에 발표된 Louis Pillemer 등의 연구는 효모 세포벽 추출물인 zymosan이 혈청 내 새로운 단백질 시스템을 활성화한다는 사실을 보고했습니다.

당시 연구자들은 이것을 “베타글루칸”이라고 부르지 않았습니다. 그들은 단지 효모 세포벽 성분이 면역 반응을 자극한다는 현상을 관찰했을 뿐입니다.

Zymosan은 무엇을 활성화했습니까

Pillemer 연구팀은 zymosan이 보체계를 활성화한다는 사실을 발견했습니다. 특히 항체가 필요하지 않은 경로를 통해 활성화가 일어났습니다.

이 연구는 “properdin system”이라는 개념을 제시했습니다. 이는 오늘날 우리가 **보체 대체경로(alternative complement pathway)**라고 부르는 체계의 초기 형태입니다.

즉, 항체 없이 효모 세포벽 성분이 혈청 보체계를 직접 활성화한다는 개념이 처음으로 제시된 것입니다.

1950년대 면역학의 중심은 항체였습니다. 면역 반응은 적응면역(adaptive immunity)의 영역으로 이해되었습니다.

그러나 zymosan은 항체 없이도 면역 반응을 유도했습니다. 이것은 이후 “비특이적 면역” 또는 오늘날의 선천면역(innate immunity) 개념으로 이어지는 출발점이 되었습니다.

이 발견은 다음과 같은 중요한 질문을 남겼습니다.

숙주는 미생물 구조를 어떻게 직접 인식하는가, 그리고 항체 없이 활성화되는 면역 경로는 무엇인가라는 질문입니다.

이 질문은 수십 년 뒤 PRR 개념의 확립으로 이어집니다.

중요한 점은, 1954년에는 아직 β-1,3-glucan이라는 구조 개념이 면역학적으로 정리되어 있지 않았다는 사실입니다.

연구자들이 본 것은 “효모 세포벽 다당체가 면역을 자극한다”는 현상이었습니다. 이후 생화학적 분석을 통해 그 주요 성분이 β-글루칸이라는 것이 밝혀집니다.

따라서 역사적으로 보면, 효모 세포벽 자극 현상 발견 → 보체 활성화 규명 → β-글루칸 구조 규명 → PRR 수용체 발견(Dectin-1)의 순서로 발전했습니다.

또한 properdin 체계에 대한 초기 해석은 이후 재현성과 기전 정의를 둘러싼 논쟁을 거쳤고,
후속 연구를 통해 오늘날의 보체 대체경로(alternative pathway) 개념으로 더 정교하게 정리되었습니다.

LPS 역시 처음에는 독소(toxin)로 관찰되었습니다. 이후 TLR4 수용체가 밝혀지면서 PRR 개념이 확립되었습니다.

베타글루칸도 마찬가지입니다.

처음에는 단순한 효모 세포벽 자극 물질이었지만, 결국 Dectin-1 등 PRR 수용체의 리간드로 정립되었습니다.

즉, 두 분자는 서로 다른 출발점에서 시작했지만, 개념적으로는 모두 선천면역 수용체 인식 프레임으로 정리되었다고 볼 수 있습니다.

1954년 Pillemer의 논문은 효모 세포벽 유래 면역활성 연구의 매우 이른 출발점 가운데 하나입니다. 이 연구는 효모 유래 zymosan이 항체 없이 보체계를 활성화한다는 사실을 보여주었습니다.

당시에는 β-글루칸이라는 구조적 개념보다, “효모 세포벽이 면역을 자극한다”는 현상이 먼저였습니다.

이 발견은 선천면역 개념의 씨앗이 되었고, 훗날 PRR 연구로 이어졌습니다.

베타글루칸의 역사는 구조가 아니라, 현상에서 시작되었습니다.