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세포들은 왜 죽을까? (<세포전쟁>, 10)

인체의 작은 세포들의 전투와 협력 등의 모습들을 정리하면서 관심이 많이 갔던 부분은 세포들의 죽음에 관한 것이다. 세포들은 왜 죽을까? 그리고 한 세포의 죽음이 다른 세포의 죽음에 어떤 영향을 미칠까? “죽음으로 모든 것이 끝나고, 죽어가는 삶은 정신적으로 고통스럽기 때문에, 사회는 죽음을 불쾌한 것으로 간주한다. 우리의 신체 내부에서 드물지만 세포 수준의 생명 자체를 파괴하는 일이 대개 우리의 생명을 보호하는 수단이 되고 있다. 그런 의미에서 이 책의 원제목은 ‘죽도록 살고 싶다’ (dying to live)이다.” (10) 세포자연사는 일종의 세포죽음을 의미하며, 박테리아를 죽이는 것과는 다르게 어떤 면역반응도 일으키지 않는다. 이 과정에서 세포는 응축되고, DNA의 질서가 파괴되고 기능이 없어져 죽게 된다. 이 현상은 MHC 항원을 인식하지 못하는 모든 세포에게도 일어나는데, 그들은 방치되기 때문에 간단하게 죽는다. 즉 다른 세포들과 상호 작용을 하지 않으므로 이 생존신호를 받을 수 없어 죽는 것이다. 수두를 일으키는 바이러스가 우리 몸을 공격했다고 가정해보자. 그 바이러스는 살아남기 위해 세포로 들어가야 한다. 바이러스가 일단 세포로 들어가면, 그 세포는 근처 세포의 수용체에 결합할 수 있는 인터페론이라 불리는 사이토카인을 분비할 것이다. 이것은 인접 세포가 바이러스에 감염되지 않게 도와주는 항 바이러스 단백질을 만들게 한다. 그런데 일단 세포로 들어간 바이러스는 증식할 것이고, 종종 떠날 때 세포를 죽일 것이다. 죽어가는 세포들은 다른 세포들이 세포죽음신호를 인식할 수 있도록 화학물질들을 분비한다. 이러한 경보신호 발령으로 혈관이 확장되면 식세포들과 다른 면역세포들이 그 지역으로 들어오게 된다. 감염된 세포는 다른 이웃 세포들을 보호하기 위해 원군을 요청하는 신호를 보내면서 죽는다.

훌륭한 면역반응을 위해서는 세포죽음이 선택적으로 일어나야 한다. 세포의 죽음 자체는 나쁜 일이 아니다. 신체가 살기 위하여 세포들은 죽어야 한다. 특히 반응을 정확하게 하지 못하는 면역세포들은 반드시 죽어야 한다. 이들은 자기 자신에 대항하여 반응할 수도 있는 흉선에서 발달되는 미성숙 T세포들일 것이며, 적절하지 않은 항원 수용체를 지닌 B세포들일 것이다. 또는 신체를 보호하는 일을 다한 힘이 빠진 세포들일 수도 있다. 감염된 장기를 죽게 하는 것조차도 질병을 고치는 최선의 방법일 수 있다. 왜냐하면 그것은 새로 건강한 세포들이 분열하고, 분화하여, 질병에 걸린 세포들을 대체할 수 있게 하기 때문이다. 신체는 살아남기 위하여 세포의 죽음이 필요하다.

신경계가 정상적으로 발생하는 동안에 신경세포 전체의 약 50%가 죽는다. 신경세포는 살아남기 위해 성장목표가 되는 선행 세포들로부터 신호를 받아야 한다. 잘못된 방향으로 성장하는 세포는 신호를 받지 못하고 살아남지도 못한다. 신체는 이러한 형태의 세포조절을 위해 세포자연사라는 특별하고 중요한 과정을 실행하기 때문에 면역반응이 일어나지 않는다. 그러면 세포들이 항원을 만들지 않고도 어떻게 사멸될 수 있는가? 그 답은 죽어가는 세포들을 관찰하면 알 수 있다. 일을 하지 않는 이 세포들은 식세포작용으로 재빨리 파괴되어 작은 비항원성 입자들로 전환된 뒤 대식세포에 의해 영양분과 성장인자로 재활용된다. “첫 번째로 관찰되는 세포자연사의 징후는 핵이 재구성되어 DNA가 깨지고 세포가 작아진다는 것이다. 그리고 세포막이 파열되기 전에 식세포작용이 빠르게 일어나, 세포 내용물이 주위로 퍼지지 않고 염증반응도 일어나지 않는다. 세포들의 이런 죽음에는 p53이라는 단백질이 관여하는 것으로 나타났다. 이 단백질은 DNA의 손상-조절과정 성분들을 대부분 제어하기 때문에 ‘유전체 (genome)의 수호자라고 불린다. 그리고 많은 암세포의 출현이 세포 내 p53의 결함과 관련이있다는 중요한 발견도 있었다.” (204) 죽어야 사는 것이다.