T cell tolerance의 다른 한 가지 기전으로는 regulatory T cell의 존재를 들 수 있다. regulatory T cell은 정상마우스 혹은 정상 사람에서는 CD4(+)CD25(+) Tcell로 identify되는 소수의 T cell로서, 일반적인 T cell이 주로 antigen을 인지하여 제거하려는 공격적 기능을 수행하는 반면, regulatory T cell의 주 임무는 이러한 일반적인 T cell, 특히 autoreactive T cell의 과활성화를 억제함으로써 T cell tolerance를 유지하는 역할을 수행하는 것이다. 현재까지 많은 실험을 통하여 이들 regulatory T cell을 제거하면 autoimmune disease가 생기고, autoimmune disease model에서 regulatory T cell을 주입하면 autoimmune disease가 치유됨이 보고되었다. 반대로, 종양의 경우, regulatory T cell을 제거하면 항종양 T cell response가 항진되어 종양의 regression이 촉진됨으로써 치료효과가 있음이 여러 mouse tumor model에서 입증된 바 있다.
그러나, CD25는 regulatory T cell을 대변하기에는 아주 좋지 않은 marker로 알려져 왔다. 왜냐하면, CD25는 IL-2 receptor alpha chain으로서, regulatory T cell뿐 아니라 일반적인 T cell에서도, 활성화되면 T cell 표면에 높게 발현되기 때문이다. 즉, non-inflammatory condition에서는 CD25+ T cell내에 regulatory T cell의 proportion이 높지만, 일단 inflammatory condition이 되면, 활성화된 T cell과 regulatory T cell이 섞이게 되므로, regulatory T cell을 구별할 수 없게 된다. 최근 regulatory T cell을 depletion하여 항암면역을 증가시킴으로써 항암효과를 얻으려는 시도로 IL-2-diphtheria toxin fusion protein (상품명 Ontak)이 출시되어 있으나, 그 효과가 임상시험마다 다르게 나오는 일부 이유는, Ontak이 regulatory T cell 뿐만 아니라, 활성화된 항암 T cell도 없애기 때문일 것으로 추측되고 있다.
따라서, 본 연구실에서는 CD25 이외에, regulatory T cell에만 특이적으로 발현되는 surface marker를 발굴하려는 노력을 해 왔다. 그 결과, 우리는 활성화된 일반적인 T세포에는 결합하지 않고, regulatory T cell표면에 특이적으로 결합하는 aptamer molecule을 새로 발굴하였고, 현재 그 표적분자의 성상을 연구중이다.
aptamer는 20-40 base로 이루어진 single-stranded RNA or DNA molecule로서 sequence에 따라 특징적인 2차구조를 이루어, 항체와 같이 특정 분자에 매우 특이적으로 결합하는 성질을 가진 것으로 알려졌다. 따라서 핵산 항체라고 불릴 수 있다. 이런 성질을 이용하여 random nucleotide로 합성된 ssDNA aptamer library 양쪽에 PCR primer를 부착하고, 이들 library를 target 분자와 결합시킨 후, 결합된 aptamer를 PCR로 amplify하는 과정을 여러번 거치면 특정분자에 특이적으로 결합하는 aptamer를 selection해내게 된다. 이런 과정을 SELEX (Syetemic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)라 부른다. 본 연구실의 경우, 결합대상을 세포로 사용하는 Cell-SELEX기법을 이용하여 regulatory T cell에 특이적인 DNA aptamer를 발굴하였다. Cell-SELEX기법은 전세계적으로 몇몇 실험실만이 성공사례를 가지는 고난도 실험기법으로, 국내에서도 우리 실험실을 비롯한 몇 실험실만이 이 기법을 보유하고 있다.
현재 실험실에서 진행되고 있는 aptamer표적분자의 동정은, regulatory T cell 및 T cell tolerance학계에서 오랫동안 찾아왔던 regulatory T cell specific receptor를 발굴하는 결과로 이어질 것이고, 이에 대한 항체의 제조는 Ontak을 대치할 수 있는 항암면역치료제, 즉 regulatory T cell depleting agent의 개발로 이행될 수 있다.