바이러스 수용체

바이러스 수용체란 숙주의 세포 표면에 발현되어 바이러스와 특이적으로 결합하여 바이러스의 세포 감염이 가능하도록 하는 물질을 의미하며, 일련의 세포 단백질인 경우가 많다. 

지카바이러스가 세포 수용체에 결합한 모식도(왼쪽), 헤르페스 바이러스가 세포 수용체에 결합한 전자현미경 사진(오른쪽) (출처: gettyimagekorea )

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바이러스는 보통 하나의 세포 수용체에 결합하지만 (예, 소아마비 바이러스), HIV의 경우 2 종류의세포 단백질이 감염에 필요하고, C형 간염 바이러스 경우는 4개의 서로 다른 세포 수용체가 세포표면에 발현해야 감염이 가능하다. 한편, 서로 다른 바이러스가 동일한 세포 수용체를 이용하여 감염하는 경우도 있다. 예를 들어, 아데노바이러스 (adenovirus)와 콕사키바이러스 (Coxsackie virus)는 CAR (coxsackie and adenovirus receptor)에 결합 후 감염한다. 현재 알려진 대표적인 바이러스 수용체는 아래와 같다. 

대표적인 바이러스 수용체 (출처: 류왕식 저, 바이러스학)

일반적으로 특정 바이러스 수용체가 모든 세포에서 발현 되는 것은 아니다. 따라서 수용체를 발현하는 세포들만 특정 바이러스에 감염하게 된다. 즉, 바이러스 수용체의 존재 여부가 유입된 바이러스가 어떤 세포 혹은 조직에 감염할지를 결정한다. 예를 들어 호흡기 바이러스는 주로 기도 혹은 폐세포에 발현하는 수용체에 결합하므로 폐세포에 감염하게 되고, 기도와 폐조직에 병변을 일으킨다.

세포 표면에 발현되는 바이러스 수용체는 원래 숙주 세포의 특정 기능을 담당하고 있으나, 바이러스가 특정 세포 단백질에 결합하도록 진화 되어 왔을 것이다. 즉 세포가 발현하는 수용체는 바이러스 감염이 목적이 아니라는 의미이다. 예를 들어 CD4 분자는 특정 T 세포에서 발현되고, T 세포의 활성화에 중요한 기능을 담당한다. HIV는 CD4에 결합하여 감염하므로 주로 T 세포에 감염되고, 바이러스 증식이 진행됨에 따라 감염된 T 세포는 결국 사멸하게 된다. HIV가 증식함에 따라 환자의 혈액에서 CD4를 발현하는 T 세포는 점차 그 숫자가 감소하고, 면역 체계에서 중요한 역할을 담당하는 CD4 T 세포가 사멸하면서 후천성면역결핍증이 나타나게 된다.

바이러스가 숙주 세포에 감염하려면 먼저 바이러스 수용체에 결합해야 한다. 만약 수용체에 결합하지 못하면 감염이 불가하므로 바이러스는 결국 사멸하게 된다. 따라서 특정 바이러스에 대한 바이러스 수용체를 알 수 있다면, 바이러스-수용체 결합을 억제하는 치료제를 개발할 수 있기 때문에 임상적인 측면에서도 바이러스 수용체 연구는 중요하다. 

명진종/전북대학교

김재욱/국제백신연구소