혈액 철분 수치가 노화 속도를 늦추는 데 핵심이 될 수 있다고 유전자 연구가 밝혔다.

노화와 관련된 유전자들은 왜 어떤 사람들이 다른 사람들과 다른 속도로 노화하는지를 설명하는데 도움을 줄 수 있다. 그것은 과학자들에 의해 확인되었다. 백만 명 이상의 사람들의 유전자 데이터를 이용한 국제 연구는 건강한 혈액의 철분 수치를 유지하는 것이 더 잘 늙고 더 오래 사는 데 열쇠가 될 수 있다고 제안한다. 연구진은 이 연구결과가 노령 관련 질병을 줄이고 건강한 수명을 연장하며 노령까지 질병이 없는 노령으로 살 가능성을 높이는 약의 개발을 가속화할 수 있을 것이라고 말했다. 에든버러 대학교와 독일 막스 플랑크 생물학 연구소의 과학자들은 생물학적 노화와 관련된 세 가지 조치에 초점을 맞췄다. 즉, 생명에는 질병이 없고, 수명은 극도로 길다. 생물학적 노화 - 시간이 지남에 따라 우리 몸이 감소하는 속도 - 사람들 사이에 병균이 생기고 심장병, 치매, 암을 포함한 세계에서 가장 치명적인 질병들을 몰고 온다. 연구자들은 세 가지 공공 데이터셋에서 정보를 취합하여 전례 없는 상세 분석을 가능하게 했다. 총 데이터 집합은 175만 명의 생명 또는 6만 명 이상의 장수자를 연구하는 것과 맞먹었다. 연구팀은 장수, 건강, 장수와 관련된 게놈의 10개 영역을 정확히 찾아냈다. 그들은 또한 노화의 세 가지 척도를 모두 분석한 결과 철과 연결된 유전자 세트가 과다하게 표현되었다는 것을 발견했다. 연구원들은 혈액 속의 철을 대사하는 데 관여하는 유전자가 건강한 장수에 부분적으로 책임이 있다는 것을 암시하는 통계적 방법인 멘델리안 무작위화법을 사용하여 이것을 확인했다. 혈철은 식이요법의 영향을 받아 비정상적으로 높거나 낮은 수치는 파킨슨병, 간질환, 노년기에 감염과 싸우는 신체의 능력 저하와 같은 연령 관련 질환과 연관된다. 연구진은 철분대사에 미치는 유전적 변동의 영향을 모방할 수 있는 약품을 설계하는 것이 노화의 일부 효과를 극복하기 위한 미래 단계가 될 수 있지만, 더 많은 작업이 필요하다는 주의를 기울이고 있다. 이 연구는 의학 연구 위원회의 자금 지원을 받았으며 학술지 네이처 커뮤니케이션에 발표되었다. 유전적 변동을 건강, 수명, 수명 및 수명에 연결하는 익명화된 데이터셋은 공공에서 이용할 수 있는 제노도, 에든버러 데이터쉐어 및 장수 게노믹스 서버에서 다운로드되었다. 에든버러 대학의 어셔 연구소의 폴 티머스 박사는 "혈액에 철분이 많이 들어 있으면 건강한 수명을 줄일 수 있고, 이러한 수치를 잘 관리하면 나이와 관련된 손상을 예방할 수 있기 때문에 이러한 발견에 매우 흥분하고 있다"고 말했다. 우리는 철의 신진대사에 대한 우리의 연구결과가 식단에서 철분이 풍부한 붉은 고기의 매우 높은 수치가 심장병과 같은 나이와 관련된 조건과 왜 연관되어 있는지 설명하기 시작할지도 모른다고 추측한다." 독일 막스 플랑크 노화 생물학 연구소의 조리스 델렌 박사는 "우리의 궁극적인 목표는 노화가 어떻게 조절되는지 발견하고 노화 중에 건강을 증진시킬 방법을 찾는 것이다. 우리가 발견한 게놈의 10개 영역은 모두 수명, 건강, 장수와 연관되어 있는 흥미로운 연구 대상이다."

'방관자' 사이토신은 유전자 편집 기법에서 그들의 짝을 만난다.

연속적인 사이토신이 편집창에 배치되면 라이스대학에서 개발한 새로운 A3G 베이스 에디터는 불필요한 C 편집을 최소화하면서 단일 표적 C를 정밀하게 수정한다. 라이스 대학의 생체 분자 공학자들은 유전자 편집의 정확성을 극적으로 향상시키는 C-가치 기술을 발견했다. 생분자 엔지니어 슈 셰리 가오의 라이스랩은 질병 시퀀스 모델에서 크리스퍼 기반 편집의 정확도를 최대 6000배 높인 도구 세트를 도입해 최신으로 꼽히는 기존 베이스 에디터인 BE4max에 비해 선보였다. 이 작품은 공개접속 저널 사이언스 진전에 실렸다. 사이토신 베이스 편집자는 인간 게놈에서 시토신을 티민으로 변환할 수 있는데, 30억 Cs, Ts, As(아데닌), Gs(게아닌)로 구성된다. C-G와 A-T의 기본 쌍은 DNA의 유전 정보를 암호화한다. 심지어 인간 게놈의 잘못된 기반인 돌연변이 한 개라도 유전병을 일으킬 수 있다. 가오는 "단일 뉴클레오티드 다형성이라고 불리는 T-to-C 돌연변이가 인간 병원성 질환의 38% 정도를 차지한다"고 말했다. "사이토신 기지 편집자들은 C 돌연변이를 T로 되돌림으로써 잠재적으로 이러한 질병을 치료할 수 있는 큰 가능성을 제공한다. 그녀는 "그러나 목표 C의 바로 상류 쪽에 '방관자' C가 있을 때 이전 기술이 Cs를 구별하지 못하고 둘 다 Ts로 바뀔 것"이라고 말했다. "우리는 정말로 질병과 관련된 C를 T로 교정하고 방관자 C를 수정하지 않고 내버려 두기를 바랄 뿐이다. 가오는 "그것이 이 프로젝트의 동기를 제공했다"고 말했다. 이어 "연속적인 'CC'가 편집창에 배치됐을 때 원치 않는 C 편집을 최소화하면서 단일 표적 C를 정밀하게 수정할 수 있는 새로운 사이토신 베이스 편집기를 엔지니어링하고 싶다"고 덧붙였다. 가오 연구소는 일련의 단백질 공학적인 노력을 통해 베이스 에디터들을 개발하려고 한다. A3G-BEs라고 불리는 새로운 cytosine 베이스 편집자들은 연속 Cs 2차 편집만 하면서 정밀도를 획기적으로 높였다. 그들의 테스트를 '질병 관련 맥락'에 넣기 위해 Gao 연구소는 인간 세포를 수정하여 낭포성 섬유증과 몇 가지 다른 질병 모델 세포 라인을 만들었다. 모두 원하는 병원성 C-to-T 돌연변이를 정밀하게 만드는 데 상당한 성공을 보였는데, 특히 낭포성 섬유증 세포는 A3G-BE 변종 3종 모두 BE4max의 0.6%에 비해 50% 이상을 완벽하게 변형했다. 가오 연구소는 또 낭포성 섬유증, 홀로카복실라제 합성효소 결핍증, 빈혈의 일종인 파이로포이킬로시증 등 질병 치료 용도에서 돌연변이를 교정할 수 있는 새로운 A3G-BEs의 잠재력을 시험했다. 병원성 돌연변이를 포함하는 세포 모델에 대한 실험에서 A3G-BE는 BE4max를 크게 능가했다. 홀로카복실라제 신스틸라제 결핍의 경우 편집자는 대상 C 뉴클레오티드만 시퀀스의 50% 이상에서 완벽하게 보정했으며, BE4max보다 6,496배 높은 보정량으로 수정했다. 가오는 "우리 A3G-BE에 의해 정밀하게 교정될 수 있는 540개의 인간 병원성 단일 뉴클레오티드 다형질도 확인했다"고 말했다. A3G-BE는 또한 DNA와 RNA 수준 모두에서 목표 외 편집(변형을 도입할 수 있는 게놈의 다른 부분에 대한 불필요한 편집)을 감소시키는 것으로 보인다. 목표치 외 감소는 크리스퍼 연구의 주요 목표였다. "인간에는 30억 개의 염기쌍이 있다"고 그녀는 말했다. "이 기술의 정밀도가 유전병 치료에 상당한 기여를 할 것으로 믿는다."

다음 단계 환자에서의 시험

유전자 분할 기술에 의해 조작되어 온 박테리아에서 생성된 인간 성장 호르몬은 앞으로 몇 주 안에 인간에게 처음으로 시험될 것으로 예상되지만, 첫 번째 실험이 유럽이나 미국에서 이루어질지는 불확실하다. 일부 의학자들은 이 호르몬이 골절 치료, 심한 화상 후 조직의 재생, 손상된 연골 치료, 중증 환자의 소화성 궤양 출혈 치료 등 광범위한 의학적 용도로 가치가 입증되기를 바라고 있다. 그것은 심지어 청소년 류마티스 관절염으로 일부 어린이들을 치료하는 것으로도 여겨져 왔다. 그러나 물질이 매우 희박하기 때문에 이러한 가능성들 중 어떤 것도 적절하게 시험할 수 없었다. 전통적인 공급원은 자가 검사에서 얻은 인간의 뇌하수체뿐이다. 유전자 스플라이싱으로 널리 알려진 재조합 DNA 기술은 인간 호르몬을 생산하기 위해 박테리아를 변형시키는 것을 가능하게 했다. 이것은 사실상 무제한의 공급과 인간에게 광범위한 실험에 대한 희망을 불러일으켰다. 영국 과학 주간지 네이처는 최근 영국 런던 그레이트 오몬드 거리병원에서 캘리포니아에 본사를 둔 제넨텍사와 이 호르몬의 유럽 주요 공급사인 스웨덴 회사인 카비 비트럼 AG의 후원으로 박테리아에 의해 생성된 인간 성장 호르몬이 곧 인간에게서 시험될 것이라고 보도했다. 유전자 분할 산업의 관측통은 캘리포니아 회사가 이 나라에서 신속하게 재판을 받을 것으로 예상하지만 어제 제넨텍의 대변인은 논평을 거부했다. 성장호르몬은 인체의 주샘인 뇌하수체 중 가장 풍부한 산물이다. 직간접적으로 몸에 많은 영향을 미친다. 그러나, 그 희소성 때문에, 호르몬의 사용은 그들 자신의 성장 호르몬의 실패로 심각한 성장 부족을 가진 아이들을 치료하는 것에 크게 제한되어 왔다. 존 D 박사는 ''박테리아 합성은 이 입증된 치료법을 훨씬 더 이용할 수 있게 할 뿐만 아니라 잠재적으로 가치가 있다고 생각되는 다른 임상 상황에서 인간 성장 호르몬의 실험을 가능하게 할 것이다.''라고 말했다. 샌프란시스코 캘리포니아 대학의 백스터 교수는 지난해 월간지 '병원 실습'에 이렇게 썼다. 그는 50개의 뇌하수체에서 나온 성장 호르몬이 1년 동안 성장하지 못하는 아이 한 명을 치료하는 데 모두 필요했다고 말했다. 유용한 결과를 얻기 위해서는 대개 치료가 상당히 길어야 한다. 박스터 박사의 팀과 제넨텍의 과학자 그룹은 1979년에 거의 동시에 유전자 변형 박테리아에서 인간 성장 호르몬을 생산하는데 성공했다. 인간에 대한 첫 번째 실험은 그 연구 성취 후 2년도 채 되지 않아 시작될 것으로 예상된다. 유전자 분할의 다른 많은 성과들처럼, 이것은 많은 사람들이 예상했던 것보다 훨씬 빨리 진행되었다. 박테리아에서 생산되는 호르몬의 의학적 사용 가능성이 뚜렷해지고 있던 지난해 식품의약품안전청은 자문위원회 중 하나를 소집해 인간성장호르몬인 인슐린과 바이러스 물질인 인터페론 등의 제품의 잠재적 위험과 이점을 논의했다. 에모리 대학의 대니얼 러드만 박사는 이 회의에서 자연적인 상황에서 인간 성장 호르몬의 많은 직간접적인 영향은 많은 의학적 이용의 가능성을 시사하고 있다고 말했으며, 여러 기관에서 연구를 촉발시켰다. 그는 인간의 성장 호르몬은 대부분의 유형의 세포에서 단백질의 생성을 촉진하고 유전이라는 두 가지 주요 화학물질인 세포와 RNA의 생성을 촉진하며 적혈구의 생산을 촉진하고 신장으로 가는 혈액의 흐름과 신장이 v를 하는 속도를 증가시킨다고 말했다. 이 호르몬은 신체의 지방 저장량을 줄이고 근육량과 간, 신장, 심장의 조직을 증가시키는 것으로 보인다. 가장 잘 알려진 작용은 뼈의 성장과 골격의 발달을 자극하는 것인데, 이것은 일부 어린이들의 심각한 성장 문제를 교정하는 데 중요한 역할을 한다. 실험용 쥐의 상처 치유를 위한 연구에서, 한 그룹의 과학자들은 성장 호르몬이 화상으로부터 회복되는 후기 단계에 도움을 주는 데 효과적이라는 것을 발견했다고 루드먼 박사는 연구에 대한 리뷰에서 말했다. 그는 중증 화상 환자의 성장 호르몬에 대한 연구는 덜 성공했지만 뇌하수체 성장 결핍증 치료에 사용된 것보다 훨씬 더 많은 양을 투여할 수 있다면 치료법이 유용할 수 있을 것이라고 제안했다. 때로는 암과 같은 질병으로 중병에 걸린 환자들을 괴롭히는 심한 출혈성 소화성 궤양도 성장 호르몬의 표적이 될 것으로 보인다. 한 연구에서, 치료를 받은 8명의 중증 암 환자 중 6명은 심각한 궤양 출혈 증상에서 살아남았고, 치료를 받지 않은 8명 중 2명만이 살아남았다. 그 유용한 효과는 혈액 응고를 돕기 위한 콜라겐 섬유질의 생성을 자극했기 때문이다. 의학자들은 이 호르몬이 어려운 골절들을 재결합시키는 데 유용할 수 있다는 몇몇 증거를 발견했지만, 노인들의 골다공증 약화를 퇴치하기 위해 이 물질을 사용한 것에 대해 전반적으로 실망스러운 결과를 보고했다. 인간에게 의학적 목적으로 실험된 최초의 박테리아 생성 인간 호르몬은 일라이 릴리 컴퍼니가 박테리아로 제조한 인간 인슐린이었다. 이 인슐린은 영국에서 시행된 실험에서 그것이 효과적이었음을 증명하고 그것의 사용이 분명히 특별한 위험을 수반하지 않았다는 것을 증명하고 난 후 현재 미국의 당뇨병 환자들에게 주요한 테스트를 받고 있다. 인슐린을 생성하는 재조합 박테리아도 제넨텍에 의해 개발되었다.

생물학

생물학적 약은 고대부터 사용되어 왔으며 식물에서 유래되었다. 고대 이집트인의 신전 옆에서 치유 식물이 재배되었고, 치료적 성질이 귀속되는 약초는 오늘날에도 여전히 재배되고 있다. 비록 적용된 한약 시술의 안전성과 효능이 증거 기반 의학의 현대적 방법을 사용하여 증명되지는 않았지만, 피테라피는 여전히 건강관리에서 상당한 역할을 하고 있다. 동물 조직 추출물은 여전히 생물학적 약으로 사용된다. 100년 이상 전에 뇌하수체 추출물이 성장에 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 모리스 라벤은 부검(1951년)에서 채취한 인간 뇌하수체 성장호르몬을 먼저 분리해 GH 결핍 환자(1958)에게 사용했다. 곧이어 20년 이상 지속된 뇌하수체유발 hGH의 치료적 이용기간이 시작됐다. 1970년대 후반, 수년간 기술에 대한 과학적 연구 끝에 특정 부위에서 절단하고 분자를 복제·합성하는 기술이 크게 향상되었고, 특정 DNA를 박테리아나 포유류 세포에 삽입하는 것이 가능해졌다. 숙주세포는 삽입된 그것을 자연적으로 복제하고 암호화된 단백질을 합성한다. 그 때부터 의료 목적으로 복잡한 고분자량 분자의 활성 성분을 얻을 수 있었다. 분석 방법의 지속적인 개발과 생물학적 분석은 생명공학 방법을 개선했고, 따라서 점점 더 많은 수의 복잡한 분자가 생성될 수 있었다. 산업 제조업은 1980년대 초 유전자변형 미생물이나 세포 등을 배양해 시작했으며, 이후 활성 성분의 정화가 이어졌다.

곧 몇 가지 중요한 신약들이 특허를 얻었다. 이 기술을 사용하여 얻은 약들을 '바이오 의약품'이라고 불렀다. 인슐린과 GH는 이런 식으로 만들어진 최초의 인간 호르몬이었다. 최초 바이오의약품은 승인을 위해 특별히 설계된 규제 절차 없이 곧 시장에 도입되었다. 그러나 20년 이상 다양한 적응증에 사용한 후에는 광범위한 임상경험이 있고 안전성과 효능 프로필이 잘 알려져 있다. 2001년에 바이오의약품을 보호하는 최초의 특허가 만료되었다. 수년에 걸쳐 그리고 기술 발전에 따라, 유럽 의약청은 비특허 생물 의약품에 대한 새로운 법률 규제 경로를 개발했다. 제네릭의 승인에 사용된 절차는 바이오의약품의 정교한 생산과 정화 과정에서 발생할 수 있는 함정에 대해 적절하게 보호하지 못했다. 일반 의약품과 비특허 의약품의 차이는 표 1에 나와 있다. 제네릭과 비특허 바이오의약품의 차이는 아래와 같다. 바이오의약품과 같은 기술적으로 진보된 의약품의 승인을 위한 새로운 규제 통로는 2004년에 이른바 '중앙집중 절차'로 시행되었다. 이는 마케팅 허가 신청서가 현지 규제 기관을 거치지 않고 EMEA가 정한 중앙 집중화된 방법을 따라야 한다는 것을 의미한다. EMEA는 비특허 바이오의약품의 새로운 명칭인 '비슷한 생물학적 의약품' 또는 '바이오시밀러'를 제안했다. 이 글의 저자의 의견으로는 그 이름이 오해의 소지가 있다. '바이오시밀러'가 규제 경로를 설명하고 규제 용어라는 공통의 이해(그리고 있을 수 없음)가 없으며, 이 신상품이 다르지만 유사하다는 뜻은 아니다. 최초 승인된 바이오시밀러 의약품은 3년 이상 전에 승인되었다. 그것은 rhGH 옴니트로프®이었고, 의사와 환자들 사이에 여전히 많은 오해들이 있다. 혼동을 피하기 위해, 이 문구는 미국에서 사용되는 것과 더 유사해야 하는데, 이는 미국 식품의약국에서 제안하는 '순종 단백질 제품'또는 캐나다 보건부에서 제안하는 '후속 입력 생물학'이다. 그럼에도 불구하고 유럽은 강력한 규제 프레임워크의 개발에서 세계적인 리더다. 그 결과, 이 새로운 분야의 제약 개발은 2004년부터 속도를 내고 있다. EU 용어 바이오시밀러는 품질, 안전성, 효능 면에서 기준 제품과 비교, 입증된 것을 의미한다. 동물원으로부터 얻은 인슐린 공급량이 당뇨병 환자들의 급성장하는 전 세계 인구의 수요를 겨우 충족시키기에 충분했기 때문에, 재조합의 혁명적인 신기술이 때맞춰 나왔다. 그러나 GH의 이야기는 더욱 극적이었다. 첫 번째 환자가 pit-hGH를 받은 지 25년이 지난 1985년, 네 명의 젊은 성인 환자가 크로이츠펠트-야콥병에 걸렸다. 이 환자들은 모두 피스를 받았었다. GH는 여러 해 동안. 강도 높은 조사 끝에 이들 환자에게 투여되는 GH 추출에 사용되는 뇌하수체는 아마도 크로이츠펠트 야콥병을 앓고 있는 개인에게서 채취된 것으로 보이며 느린 바이러스에 오염된 것이 분명해졌다. 유전자변형 대장균을 이용한 Genentech Inc. 사의 첫 번째 GH 생산은 1977년에 보고되었다. 1985년의 중요한 해에, 거의 100명의 임상 실험 어린이들이 재조합 메티오닐 GH, 3,4 그리고 미국 FDA가 임상 사용을 승인한 직후에 받았다. 유럽에서는 1981년 카비 비트룸 스웨덴이 이 기술을 구입했고 스웨덴에서 짧은 임상시험을 수행한 후 영국과 독일 rhGH가 임상용으로 승인되었다. 카비 비트럼의 후신인 카비 파르마시아는 현재 새로 개발된 바이오의약품에 일상화된 약리학에 해당하는 카비국제성장연구를 출범시켰다. 연구 명칭은 카비가 Pharmicia가 되고 나서 Pfizer가 되었을 때 변경되지 않았다. 현재 KIGS는 20년 이상 운영돼 왔으며 GH로 치료받은 5만 명 이상의 환자에 대한 데이터가 데이터베이스에 수집됐다. 그것은 임상의와 과학자들에게 중요한 지식의 원천이다. 획득한 데이터는 등록 전 연구에서 임상 비교 가능성을 평가하기 위한 기준 제품으로 Genotropin®을 표시하는 EMEA 결정의 배경을 제공했다. hGH와 같이 원하는 단백질의 인코딩을 직접 또는 차량으로 플라스미드를 사용하는 호스트 세포 게놈에 삽입하는 것은 rhGH의 rDNA bi 기술에서 중요한 단계다. 숙주 세포는 삽입된 세포를 변환하여 pit-hGH와 동일한 순서의 단백질을 생성한다. 호스트 셀을 증식하여 마스터 셀 뱅크를 만든다. 각 바이오의약품의 경우 MCB에서 제조된 호스트 셀을 일괄적으로 가져와 작동 중인 셀 뱅크를 만든다. WCB는 세포가 증식하고 GH를 생산하는 생물원자로 배양된다. 다음 단계에서 셀을 수확하고 재조합 hGH를 분리하여 정제한다. 마지막 단계는 최첨단 기술을 사용하여 무균 충전 및 마감을 통해 GH 카트리지의 전도로 이어진다. 생명공학은 이전에는 적절하거나 전혀 치료되지 않았던 질병의 치료의 문을 열었다. 예를 들어, hGH 치료의 경우 인간의 뇌하수체에서 pit-hGH를 추출할 필요가 있었다. 따라서, 추출된 호르몬을 통한 감염의 모든 위험과 함께, 전 세계적으로 극소수의 환자만이 치료받을 수 있었다. rhGH 덕분에 공급은 더 이상 제한되지 않고, 크로이츠펠트-야콥병 등 risk 감염증도 없다. 재조합 바이오의약품은 살아있는 세포에 의해 생산되며, 모든 바이오의약품은 인체 내 면역반응을 유도할 수 있는 능력이 있기 때문이다. 중성화 항체가 발달하면 rhGH와 같이 중성화되지 않는 항체와 대조적으로 생명을 위협하는 심각한 부작용 사건을 유발할 수 있는데, 이는 안전이나 효능에 부정적인 영향을 미치지 않는 것으로 보인다. 생물학의 면역 유발 안전성은 임상 시험에서만 결정될 수 있으며, 한정된 범위에서는 특별히 개발된 생물학적 시험에서만 결정할 수 있다. 또한, 장기간의 시판 후 감시 연구는 모든 생물학의 표준이 되었다. 안전을 위한 특별 조치, 즉 EMEA의 바이오시밀러 규제 경로를 적용하는 이유다. 옴니트로프는 EMEA 중앙집중화된 절차에 따라 시장 승인을 받은 최초의 비특허 바이오의약품이다. 승인에 대한 규제 기준은 EU에 등록된 참조 제품인 제노트로핀과의 비교 가능성을 입증하기 위해 고안되었다. EMEA 규제 요건의 문서에는 특히 물리적 화학적 단백질 특성에 대한 종합적인 분석이 고려된다. 지난 20년 동안 분석 기법의 발전은 비특허 바이오의약품 개발을 가능하게 하는 핵심이었다. 오늘날의 분석 기술은 1차, 2차, 3차 및 2차 구조와 관련된 재조합 단백질 또는 당단백질의 모든 관련 성질을 심층적으로 조사할 수 있게 하여 바이오의약품의 품질과 특성에 대한 직접적이고 철저한 비교를 가능하게 한다. 바이오의약품에 대한 과학적 평가의 진전과 물리화학분석을 통한 추가적인 특성화 가능성, 생체내 및 체외 바이오 측정은 여전히 확대되고 있다. '바이오시밀러' 의약품에 대한 투여량에는 또한 국소 공차 등 특정 안전 우려 사항에 대한 약리역학 특성, 독성 연구 및 연구를 비교하는 체외 및 체내 테스트(동물 테스트 포함) 프로그램을 통해 생성된 임상 전 데이터도 포함된다. 비교 단계 I 연구는 기준 제품과 새로운 바이오의약품의 흡수 및 제거 특성을 탐구할 수 있는 방식으로 설계된다. 생산 규모 증가, 제품 안정성 향상 또는 다른 현장으로 생산 이동에 따른 제조 공정 및 표현 시스템의 차이와 제조 공정의 변경으로 비교가능성이 달라져서는 안 된다. 제조자는 반드시 절차적 변화가 제품의 품질에 부정적인 영향을 미치지 않았다는 증거를 제공해야 한다. 최종 '비교적 연습'에는 임상 3상 연구가 포함된다. 임상 3상 연구의 목적은 옴니트로프를 기준 제품과 비교하고 장기적인 안전성과 유효성을 평가하는 것이었다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 전 세계적으로 인정된 기준에 따라 특발성 GH 결핍증을 진단받은 89명의 어린이를 옴니트로프 그룹 A 또는 제노트로핀 그룹 B로 무작위 처리했다. 그 환자들은 GH-nave였다. 이 연구에서는 기준 제품이 동일한 제형이었기 때문에 라오필화 옴니트로프 제형이 사용되었다. 옴니트로프를 기준 상품과 비교한 연구는 9개월 동안 수행되었는데, 첫 6개월은 GH에 대한 가장 강력한 성장 반응을 보이는 치료 기간, 즉 소위 '캐치업' 기간이다. 게다가, 선택된 GHD-naube 전 아동들은 GH에 가장 가까운 인구였다. 이와 같이 계획된 연구는 GH 준비물 간의 차이를 탐지할 수 있는 최선의 모델로 간주된다. 무작위화 그룹은 치료가 시작되기 전 모든 보조 파라미터에 대해 유사했다. 치료 기간 동안 평가된 기간에 있는 그룹 간에 유의미한 통계적 차이가 없었다. 환자에서 관찰된 부작용은 그룹마다 다르지 않았다.

옴니트로프와 보다 편리한 즉시 사용 액체 제제인 옴니트로프의 두 제조물의 장기적 안전성과 유효성을 평가하기 위해 동일한 그룹의 환자들에 대한 연구를 최대 7년 동안 계속하였다. 옴니트로프 개발 과정은 EMEA 중앙집중화된 등록 절차의 엄격한 요구를 충족시키기 위해 계획되었다. 양질의 바이오의약품 생산에서 우수할 수 있는 계기를 만들었다. 지난 25년 동안 분석 기술의 현저한 발전이 나타났다. 이를 통해 새로운 버전의 바이오의약품과 기준제품의 비교를 위한 새로운 비교가능성 평가를 수립할 수 있었다. 물리화학 단백질 구조, 생물학적 활동, 독성 및 내성 측면에서 옴니트로프와 기준 제품의 일관성과 비교가능성이 임상 전 연구에서 입증되었다. 임상 1상 연구에서 참조 제품과 유사한 PK, PD 및 안전 프로필이 입증되었다. 장기 3상 임상 연구는 낮은 면역유전성뿐만 아니라 기준 제품과의 치료적 비교 가능성, 임상적 효과 및 안전성을 입증했다. 따라서 옴니트로프는 참조 상품과 완전히 유사하며, 유럽에서는 어린이와 성인의 GH 결핍, 터너 증후군, 만성 신부전증, 임신 연령에 비해 작은 어린이, 프라더윌리 증후군 등 다양한 적응증에 대해 승인을 받는다. 옴니트로프가 마케팅 승인을 받은 유럽, 미국, 캐나다, 일본, 호주 및 기타 모든 국가에 거주하는 환자들은 보다 값싸고 저렴한 새로운 재조합 hGH를 얻었다.

능력치에 관해서

세포 역량은 세포가 주변 환경으로부터 외부 DNA를 흡수하는 능력을 말한다. 유전적 흡수의 과정을 변형이라고 한다. 어떤 경우에, 세포에 의해 흡수된 유전 물질은 자신의 게놈에 통합되거나 재결합될 수 있다. 유전 물질을 숙주 게놈에 통합하는 것을 수평유전자전달 또는 횡유전자전달이라고 한다. 수평유전자전은 원핵세포보다 진핵세포에서 더 어려운데, 유전물질은 세포막과 핵막을 모두 통과해야 하기 때문이다. 원핵 세포는 막 결합 핵이 없기 때문에 이것은 박테리아 게놈 내에 훨씬 쉽게 통합될 수 있다. 자연적인 역량과 유전자 전달은 원핵 세포와 진핵 세포에서 많은 적응을 촉진시켰다. 그러한 적응의 한 예는 진핵 적조류 갈디에리아 황황색이다. 극한 환경에 살고 있는 이 유기체에 대한 유전자 전달은 HGT를 통한 원핵생물에서 왔다. 전이된 유전자는 더욱 다재다능한 신진대사와 수은과 비소를 해독하는 능력으로 이어졌다. 자연유능세포와 인공유능세포의 차이점은 무엇일까? 유능한 세포는 자연적으로 발생하거나 인위적으로 유능한 세포로 만들 수 있다. 자연 세포 역량은 유전적으로 결정되는데, 즉 박테리아가 그들의 환경 내에 존재하는 자유로운 유전 물질(유전적으로 유능함)을 차지하기 쉽다는 것이다. 연구는 유능한 박테리아 세포가 다양한 원천으로부터 그것을 흡수할 수 있다는 것을 보여주었다. 그러나, 일부 박테리아는 그들의 게놈 안에서 과도하게 표현되는 조각에 대한 특이성이나 선호도를 보여준다. 자연적으로 유능한 세포가 차지하는 것이 항상 세포의 게놈에 통합되는 것은 아니다. 종종, 세포 조각은 영양 목적으로 사용될 것이다. 예를 들어, 세포에 복제를 위한 디옥시리보뉴클레오티드의 필수 원천을 제공한다. 세포 내에서 그것이 어떻게 사용되는지에 대한 결정은 보통 세포의 필요에 따라 결정된다. 다른 요인으로는 세포 내의 기존 손상과 들어오는 재조합 능력이 있다. 셀이 자연적으로 유능하다고 여겨질 수도 있지만, 유능 상태가 반드시 일정한 상태는 아니다. 사실, 셀을 보호하기 위해서는 역량과 변혁에 대한 자연적인 규제가 중요하다. 규제는 종종 환경 및 생화학적 신호를 통해 발생한다. 예를 들어, 스트렙토코쿠스 진폐증은 선천적으로 유능한 박테리아지만, 그 능력은 정족수 감지에 의해, 또는 유전자 발현을 통해 세포 인구 밀도를 감지하고 반응함으로써 촉진된다. 자연적 변형이 일어나기 위해서는 환경에 기증자 세포가 존재해야 한다. 한 연구는 조건이 충족되었을 때 기증자 DNA가 S. 폐렴 모집단의 "수축"에서 나온 반면, 다른 부분은 분자 세포를 차지하면서 유능하다는 결론을 내렸다. 인공 또는 유도 유능 세포는 연구자들이 전기나 화학적 조작을 통해 유능하게 만든 세포다. 세포 역량은 과학자에게 새로운 유전 물질을 세포에 도입할 수 있는 메커니즘을 제공하기 때문에 복제를 위한 필수적인 연구 도구가 되었다. 우리가 연구 환경에서 유능한 세포를 생각할 때, 이것은 종종 언급되는 세포 능력의 유형이다. 자연적으로 발생하는 유능한 세포가 많지만, 모델 유기체 대장균은 자연적으로 유능하지 않다. 따라서 복제에 이러한 세포를 이용하기 위해서는 연구자들이 역량을 유도해야 한다. 염화칼슘과 같은 화학적 방법을 통해서든 간에, 유능한 세포를 만드는 과정은 그것이 통과하기 위해 세포막에 일시적인 모공을 만들어낸다. 기억하기, 역량은 세포의 환경으로부터 외래 파편을 흡수하는 능력인 반면, 변환은 그것을 흡수하는 실제 과정이다. 그러므로, 과학자가 세포를 변형시키기 위해서는, 그녀는 먼저 그 세포를 유능하게 만들어야 한다.

이것은 분자가 세포막을 통해 쉽게 이동할 수 있는 방식으로 세포를 변화시킴으로써 이루어진다. 정확히 어떤 것이 세포가 유능하도록 만들까? 자연 역량이 유전적으로 결정되기 때문에 이들 세포에는 자연 변혁을 촉진하기 위한 특수한 기계가 장착될 것이며, 종종 역량을 조절하기 위한 생화학적, 환경적 신호를 갖게 될 것이다. 보통 대장균과 함께 하는 실험실 환경에서 인공세포 역량은 화학적 과정이나 전기회전을 통해 가능하다. 이 두 가지 방법 모두 세포막을 변화시켜 그것이 세포 안으로 들어갈 수 있는 일시적인 모공을 만들어낸다. 인공적으로 유능한 세포에는 화학적으로 유능하고 전기적으로 경쟁하는 두 종류가 있다. 화학적으로 유능한 세포는 열충격 단계를 거쳐 염분 처리로 유능하게 만들어진 세포다. 이 과정은 세포막에 스며들어 플라스미드가 들어갈 수 있게 한다. CaCl2 또는 MgCl2를 사용하는 프로토콜은 화학적으로 유능한 세포를 만드는 가장 일반적인 방법이지만, 일부 프로토콜은 다른 염류나 다양한 염류 및 화학물질의 조합을 포함한다. 화학적으로 유능한 세포를 만들기 위해 사용되는 소금과 화학 물질 목록은 다음과 같다.

CaCl2은 인지질 빌레이어와 분자의 음전하를 중화시킨다. DMSO는 지질 빌레이어의 친수성 머리에 모여 힘을 약화시킨다. DMSO 농도가 높아지면 빌레이어 두께가 감소해 막 투과성이 높아진다. MgCl2은 CaCl2와 같은 방식으로 작동하지만, 세포에 더 나은 분자 결합을 허용한다. PEG은 인지질 빌레이어와 음전하를 차단한다. RbCl은 CaCl2 및 MgCl2와 같은 방식으로 작동한다. 일부 연구자들은 더 높은 역량이 필요할 때 RbCl을 선호한다. CaCl2와 열충격 치료는 유능한 세포를 만드는데 어떤 역할을 할까? 화학적으로 유능한 세포를 만들 때, 첫 번째 단계는 일반적으로 CaCl2 또는 MgCl2의 소금 사용을 포함한다. 소금(화학) 치료는 인산염 헤드의 음전하와 음전하를 중화시킨다. 이러한 전하를 중화시키면 자연적인 거부감이 없어져 세포가 세포 가까이 이동하게 된다. 열충격 단계는 세포 안으로 들어갈 수 있도록 하는 일시적인 모공을 유도하는 세포를 빠르게 냉각시키고 가열하는 것을 포함한다.

이것이 진정으로 어떻게 작용하는가에 대한 이면의 메커니즘은 잘 이해되지 않는다. 한 연구는 열 맥박 단계가 대장균의 표면에서 지질을 방출하여 세포 안으로 들어갈 수 있는 일시적인 모공을 유발한다는 것을 시사한다. 전기 경쟁 세포는 원핵 세포나 진핵 세포의 세포막에 일시적 모공(증식)을 만들기 위해 전기 발전기의 전기적 펄스를 사용하여 유능하게 만들어진다. 이 전기 펄스는 세포막을 교란시켜 지질 빌레이어의 미세한 재조정을 유발하며, 이는 세포 안으로 외생물질이 들어갈 수 있게 한다. 투과성이 높아져 외생물질이 셀에 들어갈 수 있지만, 이 과정에서 세포물질도 손실될 수 있다. 연구자들은 많은 다른 이유로 전기회전을 선택한다. 다른 방법에 비해 이 방법의 변환 효율성이 높은 것도 한 가지 선택 이유다. 연구자들이 전기회전을 사용할 수 있는 또 다른 이유는 신약이나 분자 탐침과 같은 다른 물질을 세포에 도입하기 위해서이다. 전기회전은 어떻게 작동할까? 인산염 빌레이어는 인산염의 이중 체인이다(인산염은 친수성 머리와 소수성 꼬리로 구성된다). 빌레이어의 친수성 머리는 바깥쪽을 향한다. 한 열은 세포 밖의 공간을 향하며, 다른 열은 세포 내 액을 향한다. 소수성 꼬리는 서로 안쪽으로 향한다. 즉 빌레이어의 내부 부분이다. 전기로부터의 전압이 인가되면 전기 펄스는 간격을 형성하는 방식으로 빌레이어의 방향을 다시 조정한다. 되돌릴 수 있는 전기와 되돌릴 수 없는 전기의 차이도 있다. 가역성 전기회전은 최대 1kV의 전압을 수반한다. 가역성 전기회전을 겪는 세포는 막 침투의 영향을 견뎌내고 회복할 수 있다(세포막은 그 후에 다시 봉합할 수 있다). 분자생물학자들은 DNA와 같은 이질적인 분자 물질을 세포에 도입하기 위해 이 기술을 이용해 세포막에 일시적으로 스며든다. 되돌릴 수 없는 전기회전은 최대 3kV의 DC 전류를 포함한다. 멤브레인 나노포어가 일시적인 가역성 전기회전과 달리 되돌릴 수 없는 전기회전은 영구적인 모공을 만들어 궁극적으로 세포사멸(프로그래밍된 세포사멸)을 초래한다. 연구원들은 종양 치료에 IRE를 사용해 왔다. 따라서 IRE는 분자 변형과 전이에 사용되는 방법이 아닐 것이다.

젤 전기영동과 핵산 혼성화

Southern Blotting은 Edward M의 이름을 따서 명명되었다. 1970년대에 에든버러 대학에서 이 과정을 개발한 서던 지역의 명칭을 딴 것이다. 지나치게 단순화하기 위해, DNA 분자는 아가로오스 젤에서 막으로 전달된다. Southern Blotting은 복잡한 혼합물 안에서 분자의 특정한 순서를 찾도록 설계되었다. 예를 들어, Southern Blotting은 전체 게놈 내에서 특정 유전자를 찾기 위해 사용될 수 있다. 이 기법에 필요한 이것의 양은 탐침의 크기와 특정한 활동에 따라 달라진다. 짧은 탐침은 더 구체적인 경향이 있다. 최적의 조건 하에서, 당신은 당신이 조사하고 있는 그것의 0.1 pg을 검출할 것으로 기대할 수 있다. 이 도표는 서던 블롯과 관련된 기본적인 단계를 보여준다. 이 기술을 좀 더 자세히 살펴보자면 첫번째로 적절한 제한효소로 소화해야 한다. 두번째 단계는 아가로스 젤로 소화를 하는 것이다. 세번째는 이것을 변성시킨다. 보통 아직 젤 위에 있는 동안 변성을 시킨다. 예를 들어, 0.5M NaOH에 담가 이중 가닥을 단일 가닥으로 분리한다. ssDNA만 환승할 수 있다. 감압 단계는 선택 사항이다. 15kb가 넘는 파편들은 얼룩막으로 옮기기 어렵다. HCl (15분 동안 약 0.2M HCl)로 감압하면 청아지가 빠져 나와 분자를 더 작은 조각으로 자른다. 그러나 너무 작은 파편 때문에 시술이 방해될 수도 있다는 점에 유의하여야 한다. 이 단계 후에는 반드시 산을 중화시키거나, 탈부착하지 않으면 이전 단계 후에는 염기를 중화시켜야 한다.세포를 막4로 옮긴다. 변성된 분자를 막으로 옮겨야 한다. 전통적으로 니트로셀룰로오스 막이 사용되지만, 나일론이나 양전하 나일론 막이 사용될 수도 있다. 니트로셀룰로오스는 일반적으로 바인딩 용량이 약 100µg/cm인 반면 나일론은 바인딩 용량이 약 500µg/cm이다. 많은 과학자들은 나일론이 더 잘 묶이고 덜 깨지기 때문에 나일론이 더 낫다고 느낀다. 이송은 보통 몇 시간이 걸리는 모세관 작용에 의해 이루어진다. 모세관 작용 전달은 모세관 작용으로 완충액을 겔을 통해 막 안으로 끌어 올려 ssDNA를 묶는다. 모세관 작용 대신 진공 블로우 기구를 사용할 수 있다. 이 절차에서, 진공상태는 멤브레인 사이로 SSC를 빨아들인다. 이는 모세관 작용과 유사하게 작용하는데, 보다 많은 SSC가 젤과 막을 통과한다는 점을 제외하면 더 빠른 속도(약 1시간)이다. SSC는 이것을 전송하는 데 필요한 높은 염도를 제공한다. 세포를 막으로 옮긴 후에는 자외선으로 치료한다. 이 교차점은 그것을 막과 연결한다. 니트로셀룰로오스를 약 80℃에서 두어 시간 정도 구워 먹을 수도 있지만, 매우 가연성이 높다는 점에 유의해야 한다. 라벨이 붙은 ssDNA로 막을 프로빙한다. 이것은 또한 잡종화라고도 알려져 있다. 당신이 뭐라고 부르든, 이 과정은 보완 가닥의 결합으로 인해 막의 세포에 대한 ssDNA 잡종화에 의존한다. 프로빙은 종종 ATP, 바이오틴/streptavidin 또는 생물 발광 탐침을 사용하여 수행된다. 단일 가닥 프로브가 막의 어느 곳에서도 결합되는 것을 원하지 않기 때문에, 혼합 전에 특정되지 않은 사이트를 차단하기 위한 사전 혼합 단계가 필요하다. 혼합하려면 사전 혼합과 동일한 버퍼를 사용하되 특정 프로브를 추가해야한다. 라벨이 부착된 목표 시퀀스를 시각화하십시오. 방사선 표지 32P 프로브를 사용한 경우 자동 방사선 촬영으로 시각화하십시오. 비오틴/streptavidin 검출은 색도측정법에 의해 이루어지며, 생물 발광 시각화는 발광을 이용한다. 중합효소 I에 32P, dATP 및 기타 dNTP를 첨가하십시오. 중합효소 I에는 5' ~ 3'의 중합효소 활성, 3'의 엑소누실제 활성이 있다.

Salmonnick 번역이 일어나며 가닥을 따라 번역될 때, 중합효소 활동은 계속하여 그 틈을 메우고 있다. 이렇게 되면 32P는 그것에 통합되어 라벨을 붙이게 된다. 세포를 가열하여 단 하나의 좌초된 상태로 만든 다음 즉시 얼음 위에 올려 두 가닥이 서로 다시 연결되지 않도록 한다. 이것이 얼음 위에 있으면 너무 빨리 어닐링 온도를 통과하여 그것이 이중 가닥으로 다시 혼합될 수 없다.) 사전 혼합하려면 특정되지 않은 ssDNA를 추가해야한다. 체화 연어 정자가 일반적으로 사용된다. 20X SSC, Denhardt의 솔루션, 공간을 차지하고 더 많은 접촉을 생성하기 위한 큰 분자인 Ficol과 PVP, 그리고 비특정 단백질인 BSA, bovine serum albumen, SDS, formamide를 첨가한다. Formamide, SSC 및 SDS의 농도를 변경하면 "시그니션" 또는 특수성에 영향을 미친다. 끈적임이 더 높은 경우 프로브와 대상 시퀀스 간에 유사도도 더 높아야 한다. 블로팅은 시각화되기 위해 RNA 또는 단백질이 막으로 전달되는 과정이다. 이 방법 중 첫 번째는 1975년 에드워드 서던이 개발한 서던 블로팅으로, 파편의 순서를 검출하는 데 사용된다. 그 이후, 북방과 서방의 블로팅이라고 불리는 두 가지 다른 방법이 개발되었다. 이것들은 각각 RNA와 단백질 서열을 식별하는 데 사용되는 과정이다. 분자 조각은 처음에는 제한 효소와 함께 생성되며 젤 전기영동이라고 불리는 과정에서 크기에 따라 분리된다. 알칼리성은 이중 가닥을 변성시켜 하나의 가닥을 형성하는데 사용된다. 그리고 나서 젤 위에 막을 놓고 완충제의 흐름을 이용하여 젤에서 막으로 이동을 촉진함으로써 니트로셀룰로오스나 나일론 시트로 전달된다. 모세관 흐름과 진공 이송은 조각을 이송하는 가장 일반적인 두 가지 방법이다. 모세관 흐름에서는 젤을 지지 블록 위에 완충액 수준 이상으로 놓고 위에 막이 놓인다. 그런 다음 흡수성 타월을 한 무더기 막 위에 올려놓고 젤 아래로부터 완충제를 흡수하는 데 사용되어 파편을 막 위로 들어올린다. 진공 이송을 사용하여, 막은 겔 아래에 놓이고 둘 다 완충액에 잠긴다. 그리고 나서 진공청소기는 조각들을 세포막으로 끌어당기는 흐름을 만들기 위해 사용된다. 그런 다음 가열 또는 UV 방사선을 사용하여 파편이 분자의 특정 배열을 유지하면서 영구히 막에 부착되도록 한다.

프로브와 테스트

단일 가닥 레이블 프로브는 대상 시퀀스에 바인딩하는 데 사용된다. 시트는 이러한 프로브와 함께 인큐베이팅되며 보완 프로브만 결합된다. 그런 다음 비완성 프로브를 멤브레인에서 세척하여 바운드 프로브만 남게 한다. 그런 다음 이러한 탐침은 자동 방사선 촬영에 의해 감지되어 X선 필름의 하이브리드화 패턴을 드러낼 수 있다. 서던 블로팅은 많은 다른 용도가 있다. 첫째, 유전자 재배열을 분석할 수 있다. 예를 들어 면역학에서는 이 방법을 사용하여 T세포 수용체 유전자의 종별 재배열을 확인할 수 있다. 둘째로, 특정 파편들은 다른 많은 파편들의 혼합물 안에서 확인될 수 있다. 다른 사용의 예로는 제한 조각 길이 다형성과 가변 번호 탠덤 반복 분석이 있다. RFLP는 게놈을 지도화하기 위해 동질 서열의 길이 차이를 사용하며, 법의학 및 친자확인 테스트에 사용할 수 있다. VNTR 분석은 반복된 뉴클레오티드 시퀀스의 길이 차이를 이용해 지문을 형성하는데, 이는 친자확인 및 법의학 검사에 흔히 사용되는 방법이다. 이 방법들은 또한 겸상세포 빈혈과 같은 돌연변이에 의해 야기되는 질병의 진단에도 사용될 수 있다. 이 유전적 상태는 베타글로빈 유전자의 단일 뉴클레오티드 다형성에 기인하여 헤모글로빈에 이상이 생기기 때문이다. Southern blotting for Fragable X 증후군 현상은 아래와 같다. 남방 블롯은 증폭된 반복 부위의 유전자를 식별하는 데 도움을 주기 위해 광범위하게 사용되어 왔다. 이것들은 유전자 생산물을 인코딩하지 않는 짧고 반복적인 배열들이다. 서던 블로팅이 유용할 수 있는 한 예는 Fragable X 증후군의 진단이다. 이 유전적 조건은 FMR1 유전자 내에 위치한 CGG/CCG 반복 영역의 증가에 기인한다. 이 유전자는 보통 5-40개의 반복 영역을 포함한다. 55~200회 반복하는 개인은 FMR1 유전자 전치성을 가지고 있으며, 200회 이상 반복하는 개인은 연약한 X증후군을 가지고 있다. 반복의 증가는 유전자의 메틸화로 이어져 전사를 억제하고 FMRP 단백질의 생성을 방해한다. 이 단백질은 신경계의 정상적인 기능을 위해 필요하므로 단백질 기능의 상실은 취약한 X 증후군의 증상으로 이어진다. 진단에서는 메틸화민감 제한효소 EclX1과 메틸화민감효소 EcoR1을 사용하여 메틸화 알레르기와 비메틸화 알레르기의 분화가 가능하다. 메틸화 알레르기는 단 한 번만 잘라 5.1 kb의 조각을 낸다. 그러나 비메틸화 알레르기는 두 번 잘라 2.8 kb의 파편을 생성한다. 따라서 비메틸화 전치 반복한다. 조각의 크기를 식별하는 데 서던 블로팅을 사용할 수 있기 때문에 약 200회의 메틸화 돌연변이 반복과 구별할 수 있다. 전반적으로 Southern Blotting은 질병의 진단과 연구(취약 X 증후군, 겸상세포 빈혈증 등)와 다른 이유로 인한 분석(과학수사, 친자확인 등)에서 중요한 방법이다. 그러나 서던 블롯팅은 기술적으로 매우 복잡하고, 비싸고, 수고가 많으며, 다량의 샘플을 필요로 한다. 그러므로 실시간 PCR과 같은 서던 블로팅을 새로운 방법으로 서서히 대체하고 있다. 이 과정은 훨씬 쉽고 빠르며 아주 적은 양의 그것만을 필요로 한다.

단백질과의 관계

개별 유전자에 의해 암호화된 단백질은 세포의 거의 모든 기능을 조정한다.

유전자는 염색체에 배열된 DNA로 구성된다. 어떤 유전자는 구조 RNA나 규제 RNA를 암호화한다. 다른 유전자들은 단백질을 암호화한다. 복제는 DNA를 복사하고, 전사술은 이것을 사용하여 보완적인 RNA를 만들고, 번역은 mRNA를 사용하여 단백질을 만든다. 진핵 세포에서 복제와 전사는 세포질 안에서 이루어지는 반면, 복사와 전사는 세포질 안에서 이루어진다. 원핵세포에서는 세포질에서 복제, 전사, 번역이 일어난다. DNA는 디옥시리보핵산(핵산의 일종)의 생물폴리머로, 염기라고 불리는 네 가지 다른 화학 그룹을 가지고 있다. 그것은 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이다. 메신저 RNA는 RNA의 분자로 단백질 제품의 화학적 "블루프린트"를 인코딩한다. 단백질은 하나 이상의 긴 아미노산 사슬로 구성된 수많은 크고 복잡한 자연 생성 분자 중 하나. 아미노산 그룹은 펩타이드 결합에 의해 결합된다. 1900년 멘델의 작품이 재발견된 이후 유전자의 정의는 추상적인 유전 단위에서 복제, 전사, 번역, 돌연변이가 가능한 유형 분자 실체로 발전해 왔다. 유전자는 이것으로 구성되어 있으며 염색체에 선형적으로 배열되어 있다. 어떤 유전자는 구조 및 규제 RNA를 암호화한다. 연구로부터 세포의 성적 증명서(세포에 존재하는 모든 RNA 성적서 전체 집합)를 프로파일링하는 증거가 증가하고 있다. 이는 진핵세포에 의해 생성된 RNA의 가장 큰 종류일 수 있으며, 이는 단백질-암호화메신저 RNA보다 훨씬 많지만, 일반적으로 동물세포에서 발견되는 2만 개의 단백질-암호화 유전자가 될 수 있다. 그리고 식물 세포에서 발견되는 30,00개의 단백질 분해 유전자는 그럼에도 불구하고 세포 기능에 큰 영향을 미친다. 단백질 인코딩 유전자는 단백질의 구성 요소인 아미노산의 순서를 명시한다. 결국, 단백질은 세포의 거의 모든 기능을 조정하는데 책임이 있다. 단백질 인코딩 유전자와 그들의 유전자 생산물인 단백질은 우리가 알고 있는 삶에서 절대적으로 필수적이다. 단백질을 암호화하는 유전자는 아래와 같다. 염색체에 전해지는 유전자는 삶의 모든 과정에 필요한 RNA와 단백질 분자를 만들기 위해 선형적으로 조직된 지시사항이다. 인터루킨-2 단백질과 (c) 알파-2u-글로불린 단백질은 유전자에 의해 인코딩되는 서로 다른 분자 구조의 배열의 두 예일 뿐이다. 복제, 전사, 번역은 모든 세포가 자신의 유전자 정보를 유지하고 그것으로 암호화된 유전 정보를 유전자에 따라 RNA나 단백질인 유전자 생산물로 변환하기 위해 사용하는 세 가지 주요 과정이다. 진핵 세포, 즉 핵을 가진 세포에서 복제와 전사는 세포질 안에서 핵 바깥에서 일어나는 반면, 번역은 세포질 안에서 이루어진다. 원핵 세포, 즉 핵이 없는 세포에서는 세 가지 과정이 모두 세포질에서 일어난다. 복제는 생물학적 유산의 기본이다. 세포를 복제하고, 효소 중합효소는 한 부모의 이중 가닥 분자를 두 딸의 이중 가닥 분자로 복제한다. 전사는 이것으로부터 RNA를 만든다. 효소 RNA 중합효소는 유전자 인코딩을 보완하는 RNA 분자를 생성한다. 번역은 mRNA로 단백질을 만든다. 리보솜은 mRNA를 템플릿으로 사용해 폴리펩타이드 아미노산 체인을 생성한다. 폴리펩타이드 체인은 접혀져 단백질이 된다. 센트럴 도그마는 암호 RNA와 RNA 암호 단백질을 일컫는다. 센트럴 도그마는 세포에서 RNA로, 단백질로 이어지는 유전 정보의 흐름을 설명한다. 64개의 코돈은 22개의 아미노산만을 암호화하기 때문에 유전코드는 퇴화된다. 유전자 코드는 모든 유기체에서 같기 때문에 보편적이다. 복제는 이것의 분자를 복제하는 과정이다. 전사는 세포의 특정 염기서열을 RNA로 변환하는 과정이다. 리보솜이 mRNA를 단백질로 해독하는 과정이다. 코돈은 단백질 합성 또는 번역 중에 특정 아미노산을 인코딩하는 세 개의 인접한 뉴클레오티드의 순서를 말한다. 리보솜은 단백질/m메신저 RNA를 변환해해 단백질 생성에 관여하는 모든 세포에서 발견된 RNA 복합체이다. 퇴화는 유전자 코드의 중복성(각 아미노산당 둘 이상의 코돈 코드)을 뜻한다. 유전법칙은 퇴보하고 보편적이다 유전자 코드는 뉴클레오티드 트리플트가 64개로 아미노산 수보다 훨씬 많아 퇴화된다. 이 뉴클레오티드 삼중수소는 코돈이라고 불린다. 그들은 폴리펩타이드 체인에 특정한 아미노산을 첨가하도록 지시한다. 61개의 코돈은 20개의 다른 아미노산을 부호화한다. 이러한 아미노산의 대부분은 둘 이상의 코돈으로 인코딩될 수 있다. 64개의 코돈 중 3개는 단백질 합성을 종료하고 폴리펩타이드를 변환 기계에서 방출한다. 이 세 쌍둥이는 중지 코돈이라고 불린다. 스톱 코돈 UGA는 셀레노시스테인이라고 불리는 21번째 아미노산을 인코딩하는 데 가끔 사용되기도 하지만, mRNA가 셀레노시스테인 삽입 시퀀스라고 불리는 특정 뉴클레오티드의 순서를 추가로 포함하는 경우에만 사용된다. 정지 코돈 UAG는 가끔 몇몇 미생물에 의해 피롤리신이라고 불리는 22번째 아미노산을 인코딩하는 데 사용된다. 코돈 AUG는 또한 특별한 기능을 가지고 있다. 아미노산 메티오닌을 명시하는 것 외에도 번역을 시작하는 시작 코돈 역할을 한다. 번역에 대한 읽기 프레임은 AUG 시작 코돈에 의해 설정된다. 유전 암호는 보편적이다. 몇 가지 예외를 제외하고는 거의 모든 종들이 단백질 합성을 위해 동일한 유전자 코드를 사용한다. 유전 코드의 보편성은 지구상의 모든 생명체가 공통의 기원을 공유하고 있다는 강력한 증거다. 코돈과 범용 유전자 코드는 mRNA의 각 뉴클레오티드 트리플트(코돈)를 아미노산 또는 변환종료 신호로 변환하기 위한 유전자 코드이다. 센트럴 도그마에서 이것에 관한 지침은 메신저 RNA에 옮겨진다. 리보솜은 메신저 RNA 한 가닥에 새겨진 유전 정보를 읽을 수 있고, 이 정보를 아미노산을 단백질로 묶는 데 사용할 수 있다. 분자생물학의 센트럴 도그마는 메신저 RNA로, 단백질로 이어지는 세포 내 유전정보의 흐름을 설명한다. 그것은 유전자가 mRNA 분자의 순서를 명시하고 있으며, 이는 다시 단백질의 순서를 명시하고 있다고 기술하고 있다. 왜냐하면 이것에 저장된 정보는 세포 기능에 매우 중심적이기 때문에, 세포는 그것을 보호하여 RNA 형태로 복사한다. 효소는 이것의 가닥에서 읽는 모든 뉴클레오티드에 대해 mRNA 가닥에 하나의 뉴클레오티드를 첨가한다. 이 정보를 단백질로 변환하는 것은 3 mRNA 뉴클레오티드가 폴리펩타이드 순서에서 하나의 아미노산에 해당하기 때문에 더욱 복잡하다. 전사란 일련의 보완적 RNA 복사를 만드는 과정이다. RNA와 DNA는 모두 핵산으로 효소가  RNA로 앞뒤로 변환할 수 있는 보완언어로 뉴클레오티드의 염기쌍을 사용한다. 전사하는 동안 서열은 RNA 중합효소에 의해 읽혀져 보완적인 대척수 RNA 가닥이 생성된다. 복제와는 달리, 전사는 티민이 발생했을 모든 경우에 RNA 우라실을 대체하는 RNA 보완을 낳는다. 전사는 유전자 발현의 첫 번째 단계다. RNA 분자로 변환된 스트레칭을 대본이라고 한다. 일부 성분은 구조 또는 규제 RNA로 사용되며, 다른 성분은 하나 이상의 단백질을 암호화하고 있다. 만약 전사 유전자가 단백질을 암호화할 경우, 전사의 결과는 전령이며, 이는 번역 과정에서 그 단백질을 생성하는데 사용될 것이다. 번역은 mRNA를 해독하고 번역하여 폴리펩타이드 염기서열을 생성하는 과정으로, 다른 것은 단백질로 알려져 있다. 단백질을 합성하는 이 방법은 mRNA가 지시하고 리보솜 RNA와 단백질의 큰 복합체인 리보솜의 도움으로 완성된다. 번역에서, 세포는 mRNA의 유전적 메시지를 해독하고 새로운 폴리펩타이드 체인을 조립한다. Transfer RNA, 즉 tRNA는 mRNA Strand에 있는 코돈의 순서를 번역한다. tRNA의 주요 기능은 세포질에서 리보솜으로 자유아미노산을 옮기는 것인데, 리보솜은 성장하는 폴리펩타이드 체인에 부착된다. tRNA는 mRNA에서 정지 코돈에 도달할 때까지 계속 폴리펩타이드 체인의 성장 끝에 아미노산을 첨가한다. 그런 다음 리보솜은 완성된 단백질을 세포 안으로 방출한다.

염증과 상피세포

IFN은 상피세포에 직접적인 항바이러스 효과가 있다고 잘 설명되어 왔다. 또한 IFNs 타입은 DC나 대식세포와 같은 선천적인 면역세포에서 기능한다. 그러나 면역세포에 대한 IFNλ의 기능은 여전히 대부분 알려져 있지 않다. 예를 들어, IFN 신호는 감염 시 NK 세포의 활성화, 생존, 세포독성 기능을 촉진하기 위해 잘 설명되어 있다. 대조적으로 NK 셀이 IFNrR을 표현하고 IFN to에 직접 반응하여 NK 셀 기능을 변조하는지는 불분명하다. 이 절에서는 IFNλs가 선천적 면역세포에 미치는 영향에 대한 문헌을 검토한다. I형 IFN은 대식세포의 양극화를 염증성 "M1" 표현형으로 촉진하고 질소산화물의 생산을 증가시킨다. I형 IFN은 또한 단세포 전구체로부터 그들의 생성을 촉진하여 DC 기능을 향상시키고, IL-12 생산의 증가와 DC 이동의 강화 외에도 MHC와 비용조절 분자의 상향 조절을 유도한다. 반대로, 연구는 이러한 세포가 IFNn에 직접 반응할 수 있는 능력을 모두 지지하고 반박했기 때문에 대식세포와 DC에서 IFNλ의 역할은 해결되지 않은 채로 남아 있다. 제한된 연구는 DC 기능 변조에 있어 IFNn에 대한 역할을 나타냈다.

예를 들어, 뎅기 바이러스 감염의 맥락에서 IFNλ1에 대한 직접적인 대응으로서 인간 DC 이주가 강화되었다는 것이 입증되었다. 별도 보고서에서 IFNλ2 처리는 CD11c+세포(14개)에서 비용조절 분자 OX40L의 IL-12 생산과 발현 변화를 증가시켰다. T세포 면역 강화를 초래할 수 있는 이러한 변화는 IFNn2가 선천적 면역반응과 적응적 면역반응의 인터페이스에서도 기능적 역할을 가질 수 있음을 나타낸다. IFNλ DC 함수의 IFNλ 규제에 관련된 데이터는 흥미롭지만, IFNλR 신호가 없는 경우 DC의 결함은 이들 세포에 내재된 것인지, 감염 현장의 상피세포에서 IFNλ 반응에 의해 영향을 받은 것인지를 결정하기 위한 추가 연구가 필요하다.

IFN-DC 기능의 기여와 관련하여 혼합된 보고서에 대한 가능한 설명은 IFN192 및/또는 IFN 유형에 대한 다양한 DC 하위 집합의 대응성 차이 때문일 수 있다는 것이다. 예를 들어, pDC는 ISG, 성숙도 및 항원 표시 기능의 상향 조정을 강화하기 위해 I형과 III IFN 모두에 대응하도록 설명되었다. 다른 최근 검토에서 잘 설명한 바와 같이, 본 문서에서는 pDC에서 IFN의 기능에 대해 자세히 설명하지 않을 것이다. 대량 이기종 DC 모집단에서 관찰되지 않는 IFN에 대한 pDC의 특정 반응이 있는 경우, 다른 DC 하위 집합이 IFN에 응답할 수 있다. 생쥐의 인플루엔자 및 기타 바이러스 감염 시 CD103+DC는 감염된 조직에서 T세포를 활성화할 수 있는 폐수분 림프절까지 항원을 전달하는 데 필수적이다. CD103+ DC는 IFN 타입에 대한 반응이 적어 이들 세포 내에서 바이러스 복제가 가능하며, 잠재적으로 항원 표시 강화(137개)로 이어진다. 이러한 차이가 항원 표시를 강화하기 위한 IFNλR 신호의 우선 사용 때문일 수 있는지 여부는 다루지 않았다.

그러나 흥미롭게도 ImMGen 데이터베이스는 다른 DC 하위 세트(138개)에 비해 뮤린 CD103+ DC의 IFNλR 수준이 더 높다는 것을 나타낸다. 그러나, 본 글에서, IFNλ 신호에 대한 다양한 DC와 대식세포의 응답성은 여전히 불명확하다. T세포가 IFNλ에 직접 반응하지 않기 때문에 DC에서 IFNλ과 비교한 차동 IFNα/β 신호는 T세포 반응을 변조할 수 있을 가능성이 있다. 실제로 뎅기 바이러스 감염 시 IFNλ은 체외 DC의 이동 강화로 이어지고 DCR의 이동 기능에 필요한 CCR7이 증가한다. 아마도 DC에서 IFNλ 신호는 IFNα/β 신호와 관련된 과도한 염증 없이 T세포에 최적의 성숙과 항원 발현을 가능하게 한다. 점막과 장벽 상피부위에서는 상피세포 자체가 DC 반응에서 변화를 조절하고 있을 가능성도 있다. 조건부로 부족한 생쥐에 대한 미래 연구는 DC나 상피세포에서 IFNλR1 또는 IFNAR1이 특히 이러한 세포군에서 IFNλ의 역할을 설명할 것이다. IFNα/β 신호가 중성미자에 미치는 직접적인 영향을 추궁한 연구는 거의 없지만, I형 IFN은 중성미자 함수의 활성화(139개)에 역할을 하는 것으로 입증되었다. 뮤린 중성미자는 최근 IFNλ으로 높은 수준의 이프닐르1을 표현하고 자극에 직접 반응하는 것으로 나타났다. 관절염 증상이 있는 생쥐를 IFN mice2로 치료하면 관절염 관절에 중성미자가 침투하는 것을 막는 것으로 나타났다. 중성미자 매개 병리학을 제한하기 위한 IFNλ의 잠재적 치료적 적용은 이 관절염 모델에서 흥미롭지만, 이 패러다임이 사실인지 여부는 다른 염증성 사건의 맥락에서 계속 조사되어야 한다. 중성미자는 호흡기 바이러스 및 박테리아 감염 시 질병 심각도를 현저히 악화시키고 폐 병리학에 직접 기여하는 것으로 알려져 있다. IFNλ은 유사한 메커니즘을 통해 호흡기 감염 시 중성미자로 인한 폐 염증을 잠재적으로 감소시키거나 예방할 수 있다는 점이 흥미롭다. IFNλ은 최근 뮤린 모델에서 인플루엔자 바이러스 감염과 DSS 유도 대장염을 모두 제어하기 위해 중성미자에 작용하는 것으로 입증되었으며, IFNλ은 앞에서 설명한 바와 같이 모집 외에도 중성미자 기능을 직접적으로 변화시킨다는 것을 보여준다. 흥미롭게도, 이 IFNλ 특유의 중성미자 함수의 감쇠는 활성산소종 방출에 대한 Akt의 규제(114개)를 통해 비전송/변환적 방식으로 매개된다.

중요한 것은, 본 연구는 IFNλ의 그러한 기능을 최초로 보고했으며, IFNλ이 표준 JAC-STAT 신호와는 구별되는 메커니즘에서 면역세포의 변화를 산출할 수 있는 흥미로운 가능성을 열어둔다는 점이다. 이러한 연구들은 흥미롭지만, 지금까지 오직 어두운 중성미자에서만 검증되었다. 인간 중성미자가 IFN에 유사한 방식으로 반응하는지 여부를 결정하기 위해 향후 연구가 필요할 것이다. 적응성 면역은 감염에 대한 장기적 보호와 제어에 중요하다. IFN은 선천적 면역과 적응적 면역의 접점에 작용하며, 적응적 면역 세포뿐만 아니라 선천적 면역 세포를 직접 조절한다. 예를 들어 I IFN 유형은 급성 바이러스 감염 시 B-세포 활성화 및 클래스 전환을 촉진한다. IFNλ이 B세포의 기능에 직접적인 영향을 미친다는 것을 입증하는 증거는 현재 없지만, IFNλ의 순환 IFNλ이 증가와 상관관계가 낮은 인플루엔자 바이러스 예방접종을 받은 인간들이 있다. 또한 IFNλ은 인간 B세포의 TLR 매개 활성화와 기능을 증강하는 것으로 보고되었지만, IFNλ은 B세포 활성화(142개)에 직접적이고 독립적으로 영향을 미칠 수 없었다. 반대로 WNV 감염의 뮤린 모델에서 IFNLR1-/- 마우스는 야생형 제어 마우스에 비해 항체 반응에 영향을 미치지 않았다. 그러나 현재 B세포 기능에 대한 IFNλ 규제의 역할을 뒷받침하는 증거는 부족하지만 이는 여전히 적극적인 조사 영역이다. T세포는 IFNλ에 직접 반응하지 않지만 IFNλ은 T세포의 기능을 조절하는 것이 분명하다. IFNλ은 말초혈액 단핵세포를 IFNλ으로 치료한 후 천식과 인플루엔자 바이러스 백신의 맥락에서 T세포 증식과 Th1/Th17 사이토카인 생성을 강화한다. IFNλ은 Ts2 및 관련 B 세포 반응을 억제하면서 Th1 표현형에 대한 반응을 양극화하는 것으로 나타났다.

이는 IFNL 로커스의 SNP를 평가하는 사람의 연구에 의해 뒷받침된다. 높은 IFNλ3 수준과 상관관계가 있는 SNP를 가진 개인은 인플루엔자 바이러스 백신 접종 후 세로 변환률이 낮지만 Th1 CD4 T세포를 더 많이 유도한다. 따라서, IFN이 T세포 반응에 미치는 영향은 IFNrR을 표현하는 것으로 알려진 다른 셀 부분집합에 의해 간접적으로 매개될 수 있다. DC에서의 IFNλ 신호는 T 셀 응답의 이러한 변경에 책임이 있을 가능성이 높지만, T1/Th2 응답을 규제하는 DC의 직접 작용은 여전히 알려져 있지 않다. 또 IFN이 많은 감염시 바이러스 통관에 중요한 CD8 T세포 반응을 규제하기 위해 DC를 변경하는지 여부는 아직 밝혀지지 않았다. 흥미롭게도, 머린 모델에서 급성 및 만성 LCMV 반응을 조사하는 보고서는 IFNλ 신호가 급성 감염 시 바이러스 특이 T세포 반응을 부정적으로 규제하지만, 만성 감염 시 T세포 반응의 지속성을 위해 필요하다. 메커니즘이 불분명하지만, 마카크에 관한 연구는 IFNλ3이 CD8 T세포의 세포독성 능력을 촉진하며, 전체적으로 항바이러스 T세포 반응을 촉진하기 위한 면역 보조제 또는 치료제로서 기능하는 IFNλ의 잠재력에 대한 추가적인 증거를 제공한다는 것을 보여주었다. IFNλ에 의한 직접적인 영향이 CD4와 CD8 T세포 활성화, 증식, 사이토카인 생산에 없는 것과 대조적으로, IFN 타입은 이러한 T세포 기능을 직접 규제한다. I형 IFN 신호는 T세포 자체에 대한 직접적인 신호 효과 외에 DC나 대식세포에 대한 간접적인 영향을 통해 T세포 반응을 조절할 수 있다. T세포 규제 메커니즘의 이러한 차이는 아직 완전히 평가되지 않은 타입 I과 타입 III IFN의 주요한 구별이다. 잠재적으로 뚜렷하고 간접적인 IFNλ의 T세포 반응 규제는 IFNλ이 바이러스 감염에 대한 면역 반응을 증가시키기 위한 치료제나 백신 보조제로서 이용될 능력에 대한 흥미로운 통찰력을 산출할 수 있다. IFN on은 면역세포에 대한 영향 외에도 WNV 감염 동안 BBB를 조절하기 위해 설명되었다. IFNλR1이 부족한 생쥐는 WNV 감염 이후 중추신경계 조직에서 바이러스 티저가 증가하고 BBB 투과성이 증가하는 것을 보여준다. 흥미롭게도, IFN이 시험관내 BBB 모델에서 내피성 결합의 제한은 STAT1 또는 단백질 합성과 무관하다. 이러한 발견은 내피 세포를 조절하는 원치 않는, 새로운 IFNλ 신호 경로가 있을 수 있음을 암시한다. 내피세포는 염증반응의 유의미한 규제기관이기 때문에 IFNλ은 폐와 위장장벽 현장의 감염에도 적용할 수 있는 이러한 세포 유형에 중요한 영향을 미칠 수 있다. IFNλ과 IFNα/β의 기능이 많은 감염과 세포 유형에서 중복되는 반면, 점점 더 많은 주목할 만한 차이가 면역 규제에 있어 IFN의 전문적 역할에 대한 이해를 높이고 있다. 또한 다양한 세포 하위 집합과 조직에서 IFNAR과 IFNnR1 표현 수준의 차이는 IFNλ 대 I형 IFN의 특정 작용에 기여할 수 있다. IFNL 유전자의 SNP와 함께 본 규정은 IFNλ이 I형 IFN과 독립적으로 항바이러스 면역에서 고유한 역할을 가지고 있음을 강조한다. 거의 15년 간의 연구로 IFNλ의 기능과 면책특권에 대한 기여에 많은 통찰력을 이끌어냈지만, 여전히 많은 의문점들이 남아있다. 각 IFNL 유전자의 구별되고 중복되는 기능은 무엇입니까? IFNλ 하위 유형의 구분을 제공하는 주피오템포럴 효과가 있습니까? IFNλR의 다운스트림에서 면역 및 상피 세포 서브셋을 차등적으로 활성화하여 선천적 및 적응적 면역 반응을 변조하는 다른 신호 경로가 있는가? 새로 구할 수 있는 머린 모델의 도움을 받아 이러한 질문에 대답하는 것은 IFNλ의 기능에 대한 통찰력을 얻고, 간 및 장벽 표면의 바이러스 감염에 대한 치료제로 사용하기 위한 IFNλ을 계속 개발하는 데 매우 중요할 것이다.

제3종 IFN의 진화

III형 인터페론은 인터페론 람다스라고도 알려져 있으며, 2003년 IFN 계열의 발견 이후 가장 최근에 추가된 것이다. 당초 IFNλ은 IFN 형과 유사한 방식으로 인터페론 자극 유전자의 발현을 유도하고 항바이러스 성질을 발휘하는 것으로 입증되었다. 그러나 IFNλ은 I형 IFN과 표현 및 기능이 크게 중복된다고 설명되어 왔으나, III형 IFN도 I형 IFN과 구별되는 기능을 가지고 있다는 것이 점차 명확해졌다. 수용체가 보편적으로 표현되는 I형 IFN과는 대조적으로 III형 IFNs 신호와 기능은 주로 호흡기 및 위장 작용과 같은 장벽 상피 표면에서, 혈액-뇌 장벽에서 이루어진다. 타입 III IFN에 대한 고유한 기능의 추가 지원에서, 인간 내 IFNL 유전자의 단일 뉴클레오티드 다형성은 바이러스 감염의 결과와 강하게 관련되어 있다. 이러한 생물학적 연결은 항바이러스 면역 반응을 촉진하는 데 있어 IFNλ의 역할을 강조하는 쥐의 연구에 의해 더 직접적으로 지원되었다. 이 리뷰에서는 유형 III IFN에 대한 현재의 이해와 다양한 면역세포 하위유형 및 바이러스 감염에서 유형 IIFN과 기능이 어떻게 유사하고 다른지에 대해 논의한다. I형 IFN은 바이러스 감염 이후 빠르게 생성되어 분비된다. 이후 그것은 중요한 숙주 방어 메커니즘으로서 항바이러스 상태를 시작하도록 주변 세포에 신호를 보낸다. 인간에는 IFNα뿐만 아니라 IFNβ, IFNε, IFNκ, IFNκ, IFNΩ의 13가지 아형이 있다. I형 IFN은 인간의 경우 9번 염색체에, 생쥐의 경우 4번 염색체에 군집한 무내 유전자다. 포유류, 조류, 파충류, 양서류에서 IFN 유전자는 인트론이 부족하며, 이는 그들의 기원이 역변환 유전적 요소에서 비롯되었을 수도 있음을 시사한다. 단, 어항 인트론 에 IFN 타입이며, IL-10 계열의 공통 조상을 통해 발생한 것으로 생각된다. 양서류는 최근 인트론 성분과 인트론 없는 타입 IFN 유전자를 모두 가지고 있다고 설명되어 왔다. 현재 인터페론 진화에 대한 이해는 독립적 또는 역변환적 사건이 파충류, 조류, 어류에서 인트론리스형 IFN 로쿠스의 조상이었을지도 모르는 인트론리스형 IFN 유전자의 발생으로 이어졌는지 여부를 구분하지 못하고 있다. IFN 람다 가족 구성원은 처음에는 인터루킨-28과 IL-29로 명명되었으며, 공통 IL-10 수용체 하위단위 2를 통해 신호를 보내면서 IL-10 가족 유전자로 분류되었다. 인간은 IFNL1, IFNL2, IFNL3, IFNL4 등 4개의 IFNL 유전자를 가지고 있다. IFNL 유전자는 테트라포드에 존재하지만 I형 IFN에서 볼 수 있는 진화적 다양성과는 대조적으로 척추동물 전체에 걸쳐 IFN은 4개 로쿠스로 구성된다. IFN 람다스는 기능적으로는 IFN과 가장 유사하지만 구조적으로는 IL-10 계열의 구성원과 유사하다. 타입 III IFN은 단계 0 intron–exon 구조를 가지며 신호에 대한 수용체 이질화 복합체의 일부로 IL-10R2의 구성요소를 이용한다. I형 IFN(15–19% aa) 또는 IL-10(11–13% aa)과 비교할 때 III형 IFN의 시퀀스 ID는 낮다. 타입 III 유전자 중에서 IFNL1과 IFNL2는 81% 아미노산 아이덴티티를 공유하는 반면, IFNL2와 IFNL3는 96% 아미노산 아이덴티티를 공유한다. IFNL4는 아미노산 아이덴티티의 28%만 다른 IFNL 유전자와 공유하므로 별도의 중복 이벤트를 통해 IFNL4가 유입되었을 수 있다. 타입 III IFN의 진화 이력은 여전히 불완전하지만, 타입 III IFN에 대한 진화적 제약조건을 이해하기 위해 많은 그룹이 작업하고 있다. Manry 외 연구진은 진화 유전학 접근법을 활용하여 타입 I과 타입 III IFN, 그리고 심지어 이러한 타입 각각 내의 개별 유전자가 구별되는 진화 압력을 받아왔다는 것을 입증했다. 이 작업은 병원체 방어를 위해 이러한 IFN 제품군에 대한 중복 및 구체적이고 고유한 역할을 모두 제안한다. 인간과 대조적으로 생쥐에서는 Ifnl2와 Ifnl3만 기능하며, Ifnl1과 Ifnl4는 유사 생성물이다. 인간과 뮤린 이프렌 유전자 구성의 차이에도 불구하고, 뮤린 연구는 인간 감염과 관련이 있는 항바이러스 및 면역 조절 기능에 대한 중요한 통찰력을 제공했다. 예를 들어, 머린 천식 모델에서 인터페론 람다 치료는 Th1-편향 면역 반응으로 이어지는 것으로 입증되었다. 인간의 경우, IFNλ은 인플루엔자 바이러스 백신 접종(15) 동안 Th1 반응을 강화시킨다. IFN은 패턴인식 수용체에 의한 병원체 관련 분자 패턴의 검출에 따라 표현된다. LIG-I 유사 수용체에 의한 PAMP를 감지하면 미토콘드리아 항바이러스 신호 단백질을 미토콘드리아 관련 막이나 과록시솜에 채용하여 전사인자 NF-κB와 인터페론 규제인자가 활성화되어 IFN과 IFN 21의 발현을 유도한다. 다중 통행료 유사 수용체는 타입 I과 III IFN의 발현을 유도한다. 타입 I과 타입 III IFN을 유도하는 신호와 경로는 크게 중첩되지만, DNA 감지 경로에는 한가지 주목할 만한 예외가 존재한다. HEK293과 THP-1 세포에서 세포질 센서 Ku70에 이것을 결합하면 IF if1과 IFNn2/3의 생성을 유도하지만 IFN 타입은 아니다. DNA나 대상포진 바이러스-2 감염에 이어 Ku70에 대한 이것의 결합은 IRF1과 IRF7 외에 SUNG의 모집과 그에 따른 IRF3 활성화로 이어진다. 이 소설 IFNn 특이 IFN 유도가 감지에 따른 다른 세포 유형에 존재하는지 여부는 아직 조사되지 않은 흥미로운 가능성이다. I형과 III IFN형은 감염 후 모두 유도되지만, 이들 유전자의 전사는 일시적으로 조절된다. I형 IFN은 신속하게 유도되고 해결되며, IFNL 유전자의 지연되지만 지속적인 유도가 뒤따른다. 타입 I과 타입 III IFN의 구별되는 시간적 유도 패턴을 담당하는 메커니즘은 현재 알려져 있지 않지만, 이는 다른 신호 분자나 전사 인자의 활용 때문일 수 있다. IFNL1과 IFNL3 추진자는 IRF1, IRF3, IRF7 및 NF-164B를 위한 결합 사이트를 보유하고 있다. 그러나 IFN 형식과 대조적으로, 연구는 IFNL의 전사가 주로 NF-164B에 의존하고 있으며, IFNL의 강력한 유도를 위해 IRF와 NF-164B 신호의 활성화가 모두 필요하다고 제안했다. PRR에 의한 PAMP 참여에 따른 유도형 I 및 III IFN에서 IRF와 NF-180B에 대한 차등 요건은 잠재적으로 I형 IFN과 비교한 III IFN의 전사적 규제의 시간적 차이에 기여할 수 있다. 성인 뮤린 모델에서 로타바이러스 감염에 이어 1형과 3형 IFN이 모두 생산되지만, 장내 상피세포는 3형 IFN에 우선적으로 반응해 장내 항바이러스 방어에서 IFN의 지배적인 역할을 시사한다. 또한 III형 IFN은 바이러스 감염에 대응하여 상피세포와 골수세포에 의해 점막현장에서 더욱 풍부하게 생산된다. IEC에 의한 타입 III IFN의 이러한 우선 유도를 위한 메커니즘은 완전하게 해명되어야 하지만, 부분적으로는 PAMP 센싱에 이어 상피세포에 풍부하게 존재하는 과산화솜에 MAVS 국산화 시 IFNn을 우선 유도에 기인할 수 있다. 또 다른 가능한 메커니즘은 상피 장벽 표면에 존재하는 정의되지 않은 조직 특정 요인들이 B형 간염 및 C형 간염 바이러스 감염 시 간세포에서 IFNλ 반응과 유사하게 I형 IFN에 대해 IFN을 촉진할 수 있다는 것이다. 또한 IFNλ은 피드-포워드 패션에서 인터페론 자극 유전자와 유사한 IFN 유형으로 유도될 수 있다. IFNL의 이러한 형식 I IFN 강화는 TLR 표현을 증가시키는 형식 I IFN의 능력에 최소한 부분적으로 기인하지만, 이 공동 규정의 기능적 결과는 시험해야 한다. 전반적으로 IFNλ 고유 마우스 모델과 리간드 및 수용체용 항체 감지 시약이 부족하여 IFNλ의 면역 기여도를 결정하는 데 있어 진척이 느려졌다. IFNλR이 부족한 전신 녹아웃 생쥐가 존재하지만, 최근 보고된 플록스 IFNrR 모델을 활용하는 생쥐의 연구에 의해 체내 다양한 조직과 세포 유형에서 IFN signaling 신호 역할의 해부가 진전될 것이다. 또 최근에는 IFNλ2 사이토카인 리포터 마우스가 개발되고 있다. 이러한 새로운 모델은 체내 IFNn의 고유한 기능을 이해하는 데 있어 급속한 발전으로 이어질 가능성이 높다. I형 및 III형 IFN의 일반적인 유도 및 신호 캐스케이드는 그림 1.1에 요약되어 있다. I형과 III형 IFN은 구별되는 수용체 이질화 복합체를 통한 각 신호를 참조한다. I형 IFN은 대부분의 세포에서 광범위하게 표현되는 IFNAR1과 IFNAR2로 구성된 수용체 복합체에 결합된다. IFNλR1과 IL-10R2로 구성된 이질 수용체를 통한 IFNλ 신호, IL-10R2는 IL-10 사이토카인 계열 구성원이 신호를 위해 광범위하게 표현 및 공유하는 수용체 하위 단위다. 이와는 대조적으로 IFN1R1의 표현은 상피세포, 골수세포의 부분 집합, 신경세포로 훨씬 제한된다. IFN은 JAC-STAT 경로 활성화 외에도 PI3K 및 MAPK 신호 캐스케이드도 활성화한다. 아마도 IFN과 많은 다른 사이토카인 사이의 이러한 신호 경로의 공유 활용은 다양한 맥락과 위치에서 항바이러스 및 면역 반응을 변조하는 IFN의 다양한 역할을 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 각 수용체에 대한 서로 다른 친화력이 IFN 하위 유형들 사이에 존재하며, 이는 수용체 결합 시 신호 강도를 변화시킬 수 있으며, 따라서 IFN에 의한 면역 반응을 제어하기 위해 잠재적으로 또 다른 규제 층을 추가할 수 있다. 멘도자 외 연구진은 사이토카인의 구조를 식별하기 위해 고선호도 IFNλ3을 개발했다. 시험관내 실험을 사용했을 때 이 고선호도 IFNλ3은 HCV와 B형 간염 바이러스의 항바이러스 활성이 강화된 것으로 밝혀졌다. 이러한 결과는 IFN과 그 수용체 사이의 상호작용의 강도를 향상시키면 다운스트림 기능을 변조할 수 있다는 생각을 뒷받침한다. 이 특별한 연구는 항바이러스 및 반선호작용 반응을 조사했지만, 고선호도 IFNλ 분자의 공학이 면역의 다른 측면을 변화시킬 수 있는지 여부를 식별하는 것은 흥미로울 것이다. 최근에 해결된 IFNλ3/IFNλR1/IL-10R2 신호 복합 구조는 수용체 복합체 및 다운스트림 신호 강도에 대해 서로 다른 친화력을 갖는 IFNλ 치료 작용제 개발에 도움이 될 수 있다. IFNλR 수준에서 IFNn에 대한 대응을 규제하는 다른 메커니즘은 생각할 수 있다. 예를 들어 IFNλR1 서브유닛의 제한된 특성 외에도 IFNλ을 잠재적으로 규제 메커니즘으로 분리할 수 있는 수용성, 분비성 IFN1R1이 설명되었다. 요약하면 IFN 신호 경로가 유사하거나 중복되는 세포내 신호 경로를 활성화할 수 있는 다른 사이토카인에 의한 자극과 함께 어떻게 기능하는지에 대한 복잡한 상호작용을 해부하기 위한 추가 연구가 필요하다. 인터페론 람다는 HCV, HBV, 인플루엔자 바이러스, 라이노바이러스, 호흡기세포융합바이러스, 림프구 교리증식바이러스, 로타바이러스, 레오바이러스, 노로바이러스, 웨스트나일 바이러스를 포함한 광범위한 바이러스 감염에서 중요하다. IFNλ 항바이러스 반응에 대한 이러한 연구들 중 상당수는 간, 호흡기, 위장 점막을 감염시키는 바이러스에 집중되어 있으며, 최근에는 혈액-뇌장벽을 건너 신경침습성 바이러스 감염을 일으키는 바이러스에 집중되어 있다.

IFNλR 녹아웃 생쥐를 이용한 생체내 실험 접근방식은 인플루엔자 A 바이러스, 사스 코로나바이러스, RSV, 폐의 인간 메타포클레오바이러스 수준뿐만 아니라 위장의 노로바이러스, 레오바이러스, 로타바이러스 수준을 제어하는 IFNλ 신호의 중요성을 강조하였다. 또한 I형과 III형 IFN형도 암, 기생충 감염, 곰팡이 감염, 그리고 리스테리아 모노키토제네스와 살모넬라 티푸리움, 살모넬라균과 같은 잠재적 호흡기 병원균을 포함하는 여러 가지 세균 감염에 대한 역할을 가지고 있다는 것도 주목할 만하다. 이러한 다른 설정에서 유형 I과 유형 III IFN의 기여도가 최근에 검토되었으므로 여기서는 더 이상 자세히 설명하지 않을 것이다. 복수의 보고서에서는 감염에 대응한 IFNα/β 및 IFNn에 대한 중복 역할을 제안하였다. 그러나 IFNα/β와 IFNλ의 감염에 대한 뚜렷한 기여가 인정되기 시작했다. 표 11은 IFNλ이 체외 및 체내 감염에서 알려진 IFNα/β 역할과 비교하여 기여하는 것으로 입증된 바이러스 감염을 요약한다. IFNλ과 IFNα/β의 차이가 여전히 조사되고 있는 동안, IFNλ에 의해 유도된 ISG 반응이 IFNα/β에 비해 감소하는 반면, 체내 IFNλ은 IFNα/β에 비해 훨씬 덜 염증성이 있다는 것이 연구에서 입증되었다. 흥미롭게도 IFN은 I형 IFN에 비해 염증 반응이 적음에도 불구하고 많은 항바이러스 특성을 유지하고 있다. 이는 HCV 감염에 대한 IFNα의 대체 치료제로서 임상 사용을 위한 IFNλ의 개발을 촉진시켰다. HCV 감염을 해소할 수 있는 직접 작용 항바이러스제가 출시된 결과 치료제로서의 IFNn에 대한 HCV 분야 내 열정이 식었다. 그러나 IFNλ의 잠재적인 항바이러스 및 덜 염증성 기능을 치료제로 활용하는 것은 다른 간 바이러스 감염의 치료에 유용할 수 있다. 보다 최근적이고 광범위한 가설은 IFNn 치료도 호흡기 바이러스 감염을 통제하는 데 이용될 수 있다고 가정한다. 여러 실험 연구에서 IFNλ2 또는 IFNλ3을 사용한 생쥐의 예방적 치료와 치료적 치료는 IFNα 또는 IFNβ 치료와 유사하게 IAV 폐 티저를 제어하는 것으로 나타났다. 중요한 것은 IFNλ 치료는 IFNα 치료와 관련된 과도한 폐 염증을 피했다는 점이다. 이 연구의 저자들은 I형과 III형 IFN 둘 다의 유도에 대해 알려진 IAV NS1 매개 블록을 극복한 사이토카인 둘 중 하나를 이용한 치료를 추측했다. 본 연구에서 사용된 IFNλ 치료는 폐모세포와 항원 표시 세포의 반응을 변화시켰지만, 이러한 특정 세포군에 대한 IFNλ의 잠재적 직접적 영향은 항바이러스 치료 환경에서 특징지어지지 않았다. IFNL 유전자의 기능과 면역 조절 능력은 게놈 전체 연관 연구에서 확인되고 전염병 결과와 강하게 상관되는 다수의 단일 뉴클레오티드 다형성에 의해 더욱 영향을 받는다. 이러한 사항들은 다른 곳에서 매우 상세하게 설명되었다. 여기서는 SNP의 기능과 면역 반응에 대한 직접적인 결과의 메커니즘이 설명되어 있는 이러한 SNP와 관련된 보다 최근의 발견에 대해 간략히 논의한다. 이러한 SNP가 상관적 표현형 이외의 감염과 질병에 대한 면역력에 직접적인 영향을 미치는 것을 이해하는 데 상당한 진전이 있었다. IFNL3의 여러 SNP는 비록 최근까지 이러한 SNP가 제공하는 규제의 메커니즘을 이해하지 못하였지만, 인터페론 기반 치료법과 HCV의 자연적 간격에 대한 반응과 관련이 있다. 우리 그룹은 최근에 G alle이 HCV learance와 상관관계가 있는 반면, 불리한 T alle은 HCV 지속성과 상관관계가 있는 하나의 IFNL3 SNP 메커니즘을 설명하였다. 구체적으로 HCV는 IFNL3의 3 3 미통보 영역을 대상으로 하는 2개의 마이크로RNA의 발현을 조절하여 바이러스 지속성을 허용하는 것으로 조사되었다. T alle은 이러한 HCV 유도 microRNA와 IFNL3의 AU-rich 요소 매개 붕괴의 강화된 결합을 허용하는 3 3 UTR의 변화를 유도하여 사이토카인의 표현과 HCV 감염 결과에 영향을 미친다. 흥미롭게도, 이와 동일한 마이크로RNA는 또한 타입 III IFN의 miR-208b 및 miR-499a-5p 규제와는 구별되는 메커니즘인 IFNAR1의 발현을 하향 조절함으로써 HCV 감염 간세포에서 타입 IIFN 신호도 약화시킨다. 기계론적 연구는 IFNλ4의 생산에 영향을 미치는 또 다른 SNP의 면역학적 결과도 정의했다. 약 40%의 백인이 IFNL4 유전자에 대한 개방된 판독 프레임을 가지고 있다. 그러나 IFNL4의 프레임-변형 돌연변이는 그것을 유사 동성으로 렌더링한다. 흥미롭게도 G 유전자 변종 인코딩 전체 길이 IFNL4는 HCV의 지속성과 강한 상관관계가 있다. IFNL4가 항바이러스 반응을 감쇠시키는 세포내 역할을 할 수 있다는 가설이 제기되었지만 입증되지는 않았다. 그러나 dG IFNL4 알레르기가 rs12979860 및 rs4803217에서 덜 유리한 IFNL3 유전자형과 연결되어 있기 때문에 적어도 부분적으로는 간접적인 효과일 수 있다고 추측된다. 이 연구는 IFNλ4가 IFNλ3과 유사한 항바이러스 기능을 가지고 있음을 확인했다. 단, IFNL3에 비해 낮은 수준에서 기능적인 전체 길이 IFNL4가 유도되며, 내측 스플라이스 이소폼과 약한 폴리아데닐화 신호로 인해 번역이 잘 되지 않는다. 흥미롭게도 인간이 아닌 영장류들은 dG>를 포함하고 있지 않다. TT 프레임-이동 돌연변이는 여전히 IFN44 변환을 제한하지만, 인트론-보존 스플라이스 이소폼과 약한 폴리A 신호의 생산에 의해, 기능적 IFN44 이소폼이 인간에게 유사성 프레임-이동 돌연변이가 발생하기 전에 대해 선택되었음을 시사한다. IFNL4가 왜 억제되고, 아마도 유사 생성을 진행 중인지에 대해서는 현재도 불분명하다. 아마도 IFNL4는 IFNL3의 유전적 복제를 통해 더 최근에 발생하였지만 다른 IFN에서 발생한 것과 유사한 IFN3과 구별되는 특정 기능을 개발하지 않았다. 불리한 IFNL3 유전자형의 연계라는 교란 요인이 없는 미래 연구는 항바이러스 면역성에 대한 생체 활성 IFNλ4의 기능을 밝혀낼 수 있다. 또한 질병에 대한 IFNL SNP 규제의 메커니즘을 구문 분석하는 더 많은 연구가 IFNλ 치료법의 개발과 기능성에 중요한 통찰력을 제공할 수 있다. 자가면역성의 개발과 발현에 대한 I형 IFN의 기여도는 잘 확립되어 있다. 제1형 IFN은 전신 루푸스 에리테마토스, 아이카르디-구티에레스 증후군, 쇼그렌 증후군, 제1형 당뇨병, 건선과 같은 전신 자가면역 질환에서 일반적으로 상향 조정된다. 성인 환자의 절반 이상, 소아 환자의 90% 이상이 SLE로 말초 IFNα가 상승하였다. 기계론적 연구는 IFN 유형의 주요 공급원인 플라스마시토이드 덴드리트리틱 세포가 인간과 생쥐의 SLE 병변에서 농축되는 것을 확인했다. 흥미롭게도, 타입 III IFN은 자가면역질환의 악화와는 관련이 없는 것 같다. 실제로 쥐의 관절염 모델에서 증상에 대한 치료를 위해 III IFN 타입이 입증되었다. 또한 인간에게 자가면역이 될 수 있는 병인 대장염의 피부염 모델에서 IFNλ 신호는 특히 중성미자에 있는 IFNλ 신호는 활성산소의 방출 감소와 장내 병리학 예방으로 이어진다. 또 IFNλR1이 부족한 생쥐는 천식 모델에서 질병을 악화시켰다. 천식에서 잠재적으로 보호될 수 있는 IFNn의 이러한 역할은 인간에게도 탐구되기 시작했다. 한 최근 논문은 전신 경화증과 IFNλ1 수준 상승의 상관관계를 확인했지만, 자기면역질환에서 IFN의 역할을 명확히 규명하는 기계론적 연구는 부족하다. 흥미롭게도, pDC는 IFNλR을 표현하고 IFNλ에 직접 반응하는 것으로 나타났다. IFNλ 신호가 면역의 맥락에서 pDC에서 변경되는지는 면역 매개 치료에 영향을 미칠 수 있는 흥미로운 질문이다. 병원균에 대한 효과적인 면역반응을 위해서는 숙주 면역병리학을 동시에 피하면서 감염을 억제하기 위한 인터페론의 최적 유도가 중요하다. IFNλ은 일반적으로 IFN형보다 염증성이 적은 것으로 간주되지만, IFNλ의 직접 항바이러스 작용 이외의 면역반응 규제에 대한 완전한 이해는 대부분 알려지지 않았다. 주로 바이러스 감염의 맥락에서 이루어진 최근의 연구는 IFN이 광범위한 선천적 및 적응적 면역 반응의 규제에 대한 기여를 설명하기 시작했다. IFNα/β와 IFNλ의 역할은 많은 바이러스 감염에서 유사하지만, 몇 가지 주목할 만한 차이가 존재한다. 예를 들어 인플루엔자 바이러스에 감염된 생쥐를 치료하면 IFNα에 감염된 생쥐가 폐염증 및 사망률을 증가시키는 반면 IFNn은 보호적이다. 또 IFNλ은 레오바이러스, 로타바이러스 등 장내 바이러스 병원체에 대한 보호에도 중요하다. 이는 IEC가 IFN에 강력하게 대응하지만 IFN 유형은 아닌 생체내에 반응하기 때문일 수 있다. 그러나 장 내 다른 면역세포 유형에서 IFNλ에 대한 다른 중요한 역할도 있는데, 예를 들어 머린 중성미자 등이 조사되기 시작했을 뿐이다. 호스트 방어에서 IFN의 특정 기능을 이해하기 위한 지속적인 노력의 일환으로, 선천적 및 적응적 면역에 기여하는 서로 다른 조직과 세포 유형에 대한 구체적인 영향을 조사하기 위해 고안된 더 많은 연구가 유용할 것이다.

내 몸 속에 다른 사람이 살고 있다.

키메라는 유전학에서 다른 두 세트의 DNA를 포함하고 있는 유기체나 조직으로, 가장 흔히 많은 다른 지괴(난자)의 융합에서 비롯된다. 이 용어는 그리스 신화의 키메라에서 유래되었는데, 키메라는 불을 뿜는 괴물로 사자, 염소, 용으로 이루어져 있었다. 키메라는 모자이크, 단일 지고테에서 유래한 유전적으로 다른 세포군을 포함하는 유기체, 그리고 잡종과 다른 두 종의 교차점에서 유래한 세포의 유전적으로 동일한 집단을 포함하는 유기체들과 구별된다. 알려진 다른 종류의 동물 키메라에는 허혈성 및 쌍둥이 키메라, 마이크로 키메라, 그리고 처녀생성 및 안드로겐성 키메라가 포함된다. 키메라 실험을 한 쥐는 숙주배아 및 배아줄기세포에서 생성되어 알비노(흰피부와 분홍눈)와 갈색피부(검은눈)의 특성이 동시에 나타났다. 허혈성 키메라에서는 두 개의 정자 퓨즈에 의해 수정이 된 두 개의 난자가 함께, 이른바 사다리꼴 개인, 즉 네 개의 생식세포에서 발원한 개인을 생산한다. 정상적인 상황에서, 지요테 핵융합이 없을 때는 두 개의 수정란이 어지러움증, 즉 이란성 쌍둥이를 생산하게 된다. 난혈성 키메르증은 지요테가 수정 극체(난자 세포 분열에 의해 생성되는 작은 퇴행성 세포)와 결합할 때도 발생할 수 있다. 사다리꼴 키메라의 다른 조직은 하나 또는 둘 다에서 파생된 세포로 구성된다. 예를 들어, 한 조직 유형은 한 개의 zygote의 세포로 구성될 수 있는 반면, 다른 조직들은 다른 zygote의 세포로 구성되거나 두 개의 zygotes의 세포 합성물일 수 있다. 사다리꼴 키머리즘의 징후로는 색상이 다른 눈, 헝겊 조각 같은 피부색, 모호한 외부 성기가 있는데, 이것은 헤르메프로디즘(남녀 생식기를 모두 가지고 있음)의 표시다. 그

러나 대부분의 경우 사다리꼴 키머리즘의 관찰 가능한 증상이 없고 장기이식 전 조직매칭에 대한 조직적합성 검사 등 표준검사에서 특이한 결과가 나올 때만 광범위한 유전자 분석을 통해 상태를 감지한다. 두 마리의 새끼가 핵융합을 하지 않고 발달 중에 세포와 유전 물질을 교환할 때, 한 마리 또는 두 마리 모두 두 개의 유전적으로 구별되는 세포 집단을 포함하는 두 마리의 개인, 즉 쌍둥이 키메라가 생산된다. 쌍둥이 키메라증의 가장 널리 알려진 예는 피 키메라이다. 이 개인은 어지러이 쌍둥이의 태반 사이에 혈액이 형성될 때 생성되며, 따라서 발달한 배아 사이에 줄기세포가 전달될 수 있다. 혈액 키머리즘이 남성과 여성 쌍둥이와 관련될 때, 여성 호르몬에 노출되는 여성에게는 프리마틴 증후군이 나타나는데, 이 증후군은 여성이 남성화되는 것으로, 이는 흔히 소에서 볼 수 있고 인간에서는 드물게 나타난다. 동성의 인간의 혈액 키메라에서는 키메라증이 일상적인 혈액형을 통해 검출될 수 있는데, 이때 예상치 못한 결과가 추가 유전적 조사를 촉발한다. 인간 미세 키메라는 태아 줄기 세포나 모세포가 태반을 가로지르거나(태아-모태 미세 키메르증) 수혈(전염 관련 미세 키메르증)이나 장기 이식을 할 때 생성된다. 미시적 키메르리즘의 생리학적 의의는 잘 이해되지 않는다. 예를 들어 태아와 산모의 과민성 면역반응 지연과 관련이 있을 수 있다는 일부 증거가 있지만, 다른 연구에서는 미세치매증과 자가면역 장애, 피부병 사이의 연관성을 밝혀냈다. 다른 종류의 키메라에는 처녀생식과 안드로젠틱 키메라가 있다. 전자는 처녀생식을 통해 생성된 수정란이 정상적인 지고테와 결합할 때 생성될 수 있다.

자연에서의 처녀생식은 일반적으로 하급 식물과 무척추 동물에 한정되며, 포유류에서 유전적 각인(부모에 의해 결정된 유전자 발현)에 의해 예방된다. 그러나 포유류의 처녀생식 치메라는 실험적으로 발달되어 발달유전학의 연구에 흔히 사용된다. 인간의 처녀생식 치메라는 있음직하지 않은 것처럼 보이지만, 과학자들은 1995년에 그러한 경우를 보고했다. 안드로겐틱 치메라는 모성 염색체와 부성 염색체의 정상적인 결합을 포함하는 세포와 두 세트의 부성 염색체를 포함하는 세포로 구성되어 있다. 실험적으로 생성된 포유류 안드로겐틱 키메라들은 거의 태어나지 않고 종종 심각한 발달 장애로 고통을 받는다. 인간에게 있어서, 그 상태는 일반적으로 배아 사망으로 끝나지만, 자연적으로 발생할 수 있다. 인간 안드로젠틱 키메라스는 자신의 핵은 부족하지만 수정되어 중복된 부핵을 함유하고 있는 난자와 정상적인 지고테의 융합을 통해 발생하는 것으로 보인다. 한 사람이 두 개의 서로 다른 DNA 세트를 가질 수 있다.

어떻게 이런 일이 가능한지 알아보겠다. 당신의 세포는 당신의 몸 안에 어떤 동료를 가지고 있을지도 모른다. 두 가지 다른 세트를 가진 사람들을 인간 키메라라고 부른다. 그것은 한 여성이 이란성 쌍둥이를 임신하고 있고 한 명의 태아가 매우 일찍 죽을 때 일어날 수 있다. 다른 배아는 쌍둥이의 세포를 "흡수"할 수 있다. 골수이식 후, 정상 임신 중에 (소규모로) 발생할 수도 있다. 인간에게 키메라는 몸 안에 완전히 다른 두 세트를 가지고 있는 사람이다. 인간 키메라는 미래의 유전적 땜질 때문에 생긴 것이 아니다. 자연적으로 발생할 수 있고, 어떤 사람들은 DNA가 두 배로 증가했다는 사실조차 알지 못한다. 사람이 인간 키메라가 발생하는 몇 가지 이유에 대해서 설명하려 한다. 첫번째는 골수이식 후 발생할 수 있다는 것이다. 2016년 2월 16일 워싱턴에 있는 미국 적십자사 찰스 드류 기부센터에서 피가 가득한 시험관이 보인다. 키메라스는 다른 사람의 혈구를 가질 수 있다. 골수는 백혈구, 적혈구, 혈소판 등을 만드는 역할을 하는 우리 뼈 안의 조직이다. 골수이식에서는, 의사들은 화학요법이나 방사선을 사용하여, 받는 사람의 병든 골수를 모두 파괴하고, 기증자의 건강한 골수를 그 자리에 넣는다. 사이언티픽 아메리칸 보고서에 따르면 기증자의 골수는 기증자의 세포가 있는 혈구를 계속해서 만들 것이라고 한다. 그렇게 해서 받는 사람이 키메라가 되는 것이다. '완전한 키메라증'에서 수령자의 혈액세포의 100%가 기증자의 세포를 갖고 있다고 네이처지는 설명했다. 하지만 이 혈액에는 기증자와 기증자의 이것이 혼합되어 있을 수도 있는데, 이를 "혼합 키머리즘"이라고 한다." 마더보드는 이러한 유형의 키메라가 대중문화에서 흥미로운 이야기들을 만들어냈다고 보도했다. 2015년 영화 '배드 블러드'는 암환자로 변신한 한 환자가 혈액 속의 세포를 이용해 골수 기증자를 연루시키는 내용을 담고 있다. 두번째는 이란성 쌍둥이가 자궁에 있을 때 일어날 수 있다는 것이다. 어떤 사람들은 태어나지 않은 쌍둥이로부터 여분의 세포를 얻는다. 과학적인 미국인은 엄마가 이란성 쌍둥이를 임신할 때 배아 중 하나가 임신 초기에 죽을 수도 있다고 설명한다. 그러면, 다른 배아는 죽은 배아로부터 일부 세포를 흡수할 수 있다. 결과 아기는 결국 두 세트로 끝난다. 때때로 이 키메라들은 뉴스가 되기도 한다. 2015년 워싱턴 출신의 한 남성이 아버지가 아니라 엄밀히 말하면 아들의 삼촌이라는 뺨 면봉 친자확인 검사를 받았다. 추가 검사 결과 이 남성은 침과 정자에 다른 유전자가 들어 있는 것으로 밝혀졌다. 버즈피드는 "유전자 전문가들은 그가 인간 키메라라고 믿었고, 이란성 쌍둥이 배아에서 세포 일부를 흡수했다"고 보도했다. 카렌 키건이라는 여성이 비슷한 상황에 처했다. 검사 결과 그녀는 자식들의 친모는 아니었지만 혈액 속의 세포가 난소의 그것과는 다른 것으로 밝혀졌다. 의사들은 그녀의 여분의 세포가 이란성 쌍둥이에게서 나온 것일 가능성이 높다고 말했으며, 2002년 그녀의 이야기는 뉴잉글랜드 의학 저널에 기고되었다. 쌍둥이 손실은 다발성 임신의 약 21~30%에서 발생하기 때문에, 많은 사람들이 키메라일 가능성이 있지만, 결코 알아내지 못할 수도 있다. 한 유전학 전문가는 버즈피드에게 키머리즘에 대한 고의적인 테스트는 매우 어렵고 건강한 사람들에게 그러한 테스트를 할 필요가 없다고 말했다. 그것은 정상적인 임신 중에 일어날 수 있다. 1990년대에 과학자들은 만약 몇몇 태아 세포가 자궁 밖으로 이동한다면, 임산부가 그녀의 아기로부터 세포를 가지고 있을 수 있다는 것을 발견했다. 뉴욕타임스는 이를 "예비 기념품"이라고 불렀지만 과학적으로는 "마이크로키머리즘"으로 더 잘 알려져 있다." 이 생각을 증명할 수 있는 한 가지 간단한 방법은 남자아이들의 어머니들을 시험해보고 남자아이들에게만 존재하는 Y염색체를 가진 세포가 있는지 알아보는 것이다. 한 연구에서 연구원들은 임신 중이나 아들을 출산한 직후에 사망한 26명의 여성으로부터 조직을 추출했다. 뉴욕 타임즈에 따르면, 모든 샘플에서 그들은 Y 염색체를 가진 낮은 농도의 세포를 발견했다고 한다. 또 다른 연구는 아들을 둔 엄마들의 뇌를 조사했다. 사이언티픽 아메리칸은 여성의 63%에서 남성 DNA의 흔적을 발견했으며 94세의 여성에게서도 DNA의 흔적을 발견했다고 보도했다. 이는 미시적 치메르주의가 예후부터 오래 지속될 수 있음을 시사한다. 한 미시적 치메르주의 전문가는 뉴욕 타임즈에 과학자들이 임신한 여성들 사이에서 "범용적이지는 않더라도 보편적이지는 않다"고 말했다. 그것을 임신 중에 여성의 몸에 일어나는 매혹적인 일들의 목록에 추가하기만 하면 된다.